Искусственные сооружения трассы от населенного пункта Парма до населенного пункта Милан

3.3 Искусственные сооружения

Для эффективного пропуска воды в пониженных местах предусмотрено устройство водопропускного сооружения на пк 14+00,00

Расчет водопропускной трубы на пк 14+00,00

3.3.1  Установление исходных данных

1.  Площадь бассейна F=0,048км²

2.  Почва бассейна – глина

3.  Средний уклон главного лога I_л=24‰

4.  Уклон лога у сооружения I_о=21‰

5.  Категория автомобильной дороги – I-в

6.  Длина главного лога 0,37км

7.  Расстояние от центра тяжести до сооружения L_o=0,04км

8.  озерность – 0% (озер и болот нет)

9.  допускаемая продолжительность стояния пруда перед сооружением ≤1сут

3.3.2Установление расчетного расхода

Расчет стока ливневых вод

Ливневой сток определяется по формуле:

Q_л=,

(3.3.1)

где    - геморфологический коэффициент,  [10, прил. А, с. 38]

h – слой стока, h=42мм при расчетной вероятности превышения расходов 1% и II категории почв по интенсивности впитывания [10, с. 8, табл. 3.1]

z – потери слоя стока, z=5мм [  , с. 9, табл. 3.2]

коэффициент гидравлической шероховатости лога m_л=25 [10, с. 9, табл. 3.3]

коэффициент гидравлической шероховатости склонов m_с=30 [10, с. 9, табл. 3.4],

F – площадь бассейна,

k - коэффициент гидравлической шероховатости лога и склонов, k=1,7 [10, с. 9, табл. 3.5]

 – коэффициент учета неравномерности выпадения дождя на бассейне,  [10, с. 9, табл. 3.6]

 – коэффициент уменьшения расхода за счет наличия болот,

Q_л

Расчет стока талых вод

Снеговой сток определяется по формуле:

Q_сн=,

(3.3.2)

где  - объем снегового стока, =h_снFaj,

(3.3.3)

t - время наступления пика паводка после 14ч декретного времени,

t=0,05t_лL_о,

(3.3.4)

где h_сн – слой дневного снегового стока, h_сн=54мм при вероятности превышения расходов 1%,

j - коэффициент, учитывающий неравномерность таяния снега, j=1,0 [10, с. 12, табл. 3.8]

a - коэффициент, учитывающий экспозицию бассейна, a=1,0 [10, с. 9, табл. 3.2] [10, с. 12, табл. 3.9]

t_л – скорость продвижения пика паводка, t_л=14мин [10, с. 39, прил. Б]

Тогда расход воды снегового стока

Q_сн=

Так как получившийся водоток имеет большую величину среднего уклона главного лога и сравнительно небольшой расход воды, то аккумуляцию стока не учитывают.

3.3.3  Подбор отверстия трубы

1.  Определение диаметра трубы

По установленному расчетному расходу определяем диаметр трубы d=1,2м, ему соответствует H=1,29м (подпор воды). Так как подпор воды меньше глубины лога у сооружение принимаем одноочковую трубу. По принятому диаметру и уклону трубы определяем скорость на выходе V_вых=3,5м/с.

2.  Назначение укрепления

Т.к. V_вых=3,5м/с соответствует условию V_вых≥3,5м/с, то назначаем укрепление – сборные бетонные плиты толщиной 8см у входного и выходного оголовков.

Длину укрепления принимаем равной l_вых=3,6м, l_вых=3,6м.

3.3.4  Определение минимальной высоты насыпи над трубой

1.  Бровка насыпи у труб в пределах зоны подтопления верхового откоса должна возвышаться над расчетным горизонтом воды с учетом подпора (ГПВ) не менее чем на 0,5м для безнапорных труб.

H_min=H+Δ,

(3.3.5)

где H – подпор воды перед трубой;

Δ – минимальная высота бровки над ГПВ.

H_min=1,29+0,5=1,79м

Рисунок 3.3.1 Схема трубы с подпором

2.  Расчет минимальной высоты насыпи над трубой из учета засыпки над трубой не менее 0,5м из песка

Рисунок 3.3.2 Схема трубы с учетом засыпки

H_min=d+𝛿+Δ+h_до-сi_об,

(3.3.6)

где h_до – толщина дорожной одежды без учета дополнительного слоя основания;

𝛿 – толщина стенки трубы, 𝛿=0,11м для диаметра d=1,2м;

d – диаметр трубы;

Δ – минимальная толщина засыпки над трубой;

с – ширина обочины;

i_об – уклон обочины.

H_min=1,2+0,11+0,5+0,36-3×0,04=2,05м

3.  Из двух условий принимаем наибольшее значение H_min=2,05м

4.  Минимальная отметка бровки насыпи

H_min^бр=H_л+H_min=206,458+2,05=208,499м

3.3.5  Определение длины трубы

Длина трубы определяется по формуле

,

(3.3.7)

где H_нас принимаем равной H₁₄=2,91м;

n – толщина стенки оголовка, n=0,35м;

m – коэффициент заложения откоса, m=3;

 – уклон трубы, =10‰;

B – ширина земляного полотна, B=23м;

h_тр – высота (диаметр) трубы, h=1,2м.

Так как длина звеньев 5м, принимаем длину трубы 35м.