Основы проектирования мостового перехода и дорожных одежд: Методические указания по выполнению курсовой работы

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Кузбасский государственный технический университет»

Кафедра автомобильных дорог

Основы проектирования мостового
 перехода и дорожных одежд

Методические указания по выполнению курсовой работы по
дисциплине «Основы проектирования автомобильных дорог» для
студентов специальности 291000 «Автомобильные дороги и
аэродромы» дневной формы обучения

Составители О.П. Афиногенов

С.В. Московцева

Рассмотрены на заседании кафедры

Протокол № 9 от 18.05.04

Рекомендованы к печати учебно-
методической комиссией
специальности 291000

Протокол № 9 от 18.05.04

Электронная копия находится

в библиотеке главного корпуса

ГУ КузГТУ

Кемерово 2004

1  ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Курсовая работа «Основы проектирования мостового перехода и дорожных одежд» выполняется студентами дневной формы обучения в 7 семестре. В ее состав входит: 1) проектирование основных элементов мостового перехода через большую реку; 2) конструирование и расчет по одному варианту нежесткой и жесткой дорожной одежды. Работа выполняется по индивидуальному заданию, подписанному руководителем проектирования. В задании должны быть указаны: номер его варианта, все необходимые исходные данные, сроки выдачи и сдачи работы. Задание должно быть выдано студенту на первой неделе занятий.

2  ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОСТОВОГО ПЕРЕХОДА

В состав курсовой работы входит: 1) расчет отверстия моста через большую реку; 2) проектирование продольного профиля мостового перехода; 3) назначение типов укреплений откосов и регуляционных сооружений.

2.1  Определение расчетных расходов и уровня воды

Расчетный уровень воды определяют графоаналитическим методом [1]. Для этого:

1)  составляют ряд превышений уровней над нулем графика водомерного поста в убывающем порядке;

2)  определяют эмпирическую вероятность каждого члена ряда по формуле (1.1);

3)  на клетчатку вероятностей наносят ряд эмпирических точек и проводят кривую H=ƒ(p). При этом на оси ординат клетчатки откладывают превышения уровней;

4)  кривую H=ƒ(p) графически экстраполируют до требуемой величины превышения;

5)  определяют отметку расчетного уровня путем прибавления полученного превышения к отметке нуля графика водомерного поста.

Указанный способ в реальном проектировании применим для беспойменного створа или для створа, где измерениями охвачены высокие уровни воды, при которых затапливаются поймы, так как высота уровней зависит, помимо расходов, от формы живого сечения.

Данные наблюдений за уровнем воды приведены в прил. 1 (номер варианта соответствует арабской цифре варианта задания). Определение эмпирической вероятности членов ряда уровней целесообразно выполнять в табличной форме (табл. 2.1). Расчетную вероятность превышения уровней для проектирования больших и средних мостов принимают равной: для дорог I-III категорий – 1 %; для дорог IV категории –
2 % [2].

Таблица 2.1

Расчет эмпирической вероятности уровней воды

Номер в хронологическом ряду	Год	Уровень в хронологическом ряду, см	Номер в ранжированном ряду	Эмпирическая вероятность в ранжированном ряду

Эмпирическая вероятность превышения каждого из максимальных уровней в ранжированном ряду определяется по формуле

 %,                      (2.1)

где  – номер любого члена ранжированного ряда уровней воды;  – общее число членов ряда (лет наблюдений).

Если в задании категория дороги не указана, ее определяют по СНиП 2.05.02-85 [3, табл.1]. Для этого подсчитывают интенсивность движения на 20-й год эксплуатации дороги по формуле

                                   (2.2)

где  – интенсивность движения на начало 1-го года эксплуатации дороги;  – среднегодовой прирост интенсивности движения (см. задание).

Для определения абсолютной отметки расчетного уровня воды (РУВВ) к расчетному значению уровня (в отсчетах рейки водомерного поста) прибавляют значение отметки ″0″ графика водомерного поста (см. задание).

Величину расчетного расхода воды и его распределение между руслом и поймами находят морфометрическим расчетом. При этом по данным прил. 2 строят профиль реки по оси мостового перехода (морфоствор). Римские цифры варианта задания соответствуют номеру морфоствора. Схема морфоствора задана таким образом, что слева расположен левый, а справа – правый берег реки.

Морфоствор вычерчивается на листе миллиметровой бумаги формата А4 (210×297 мм). Для наглядности чертежа масштабы – вертикальный и горизонтальный – принимаются различные. В зависимости от размеров водотока могут быть приняты следующие масштабы:

горизонтальный	1:10000	1:5000	1:2000	1:1000
вертикальный	1:200	1:200	1:100	1:50

На чертеже проводят уровень меженных вод (УМВ), уровень воды, соответствующий расчетному расходу (РУВВ). Слева над графами ″Отметки″ и ″Расстояния″ указывают принятые масштабы. За образец оформления схемы морфоствора можно принять рис. 4 на с. 64 в "Наставлении" [5] или рис. 3.24 в пособии [6].

Выделяют русловой и пойменный участки с целью разграничения частей морфоствора с однородной шероховатостью. Под термином ″русло″ подразумевается часть речной долины, по которой происходит сток в период меженных вод. Обычно русло понижено по отношению к поймам, поэтому нетрудно провести границу между ними. Если визуально выделить русло невозможно, оно принимается по УМВ. Остальную часть речной долины, занятую водой в паводок, называют поймой (различают левую пойму и правую).

Последовательность морфометрического расчета:

1)  по профилю морфоствора определяют площади живого сечения потока при РУВВ, проходящего в русле, по правой и левой поймам (отдельно), и средние глубины потока на этих участках;

2)  вычисляют скорость течения воды на поймах и в русле по формуле Шези-Маннинга [4, формула (16.1)];

3)  подсчитывают расходы потока на каждом участке;

4)  находят расчетный расход, суммируя расходы, проходящие в русле и на поймах при РУВВ.

В процессе расчетов гидравлический радиус принимают равным средней глубине потока на рассматриваемом участке H_i, которая определяется путем деления соответствующей площади живого сечения (в пределах русла, левой и правой пойм) на ширину этого сечения. Если соотношение B_i/H_i менее 15, в формуле следует подставлять значение гидравлического радиуса. Считают, что створ перпендикулярен течению. Продольный уклон в русле и поймах принимают равным уклону дна реки (см. задание). Величины коэффициентов шероховатости даны в задании, они соответствуют данным М.Ф. Срибного [4, табл. 16.1].

2.2  Расчет отверстия моста и размыва в русле

Отверстие моста рассчитывают на основе баланса наносов [2], с учетом судоходных условий, равномерности размывов, желательных типов фундаментов, наличия материалов для укрепительных работ. Теоретические основы метода расчета изложены в работах [1, 4].