Определение параметров мостовых переходов через постоянные водотоки, страница 4

Глубину после размыва на данной вертикали h_прi можно опреде­лить по формуле (4.5), аналогичной (4.2), но учитывающей расход воды на данной вертикали q_i :

где    q_i—  расход на вертикали, м³/с-м, определяемый по формуле:

                                                                              

где   —  средний удельный расход воды под мостом, м /с м, опре­деляемый раздельно в пределах русла, правой и левой пойм;

h_др(i) —  глубина потока до размыва на i-и вертикали, м, принимае­мая по данным профиля морфоствора;

 —   средняя глубина   потока до размыва на соответствующем участке подмостового сечения

у     —показатель степени, принимаемый в зависимости от харак­теристики грунтов в подмостовом сечении и режима нано­сов; в курсовом проекте принимается равным 1,3 (случай динамического равновесия наносов).

Средний удельный расход воды в русле:

где   Q _p —расход воды в русле при НУВВ_p% с учетом стеснения пото­ка пойменными насыпями, м³/с

Средний удельный расход по поймам (левой и правой):

где   Q_пп(лп) —   расход   воды,   м³/с,   на   правой   (левой)   пойме   при НУВВ_р%;

b_пп(лп)  —  ширина участка, м, правой (левой) поймы, перекрываемая мостом

Ранее были определены расходы воды, проходящие через русло, правую и левую поймы при НУВВ_Р% при отсутствии стеснения потока со­оружениями мостового перехода

Расход воды, проходящей через главное русло в стесненном состоя­нии, определяется по формуле

где   Q_гр    —  расход воды в главном русле, проходящей в бытовых ус­ловиях при НУВВ_р%, равен 4596 м³/с;

Q_P% —суммарный  расход воды на водотоке при   НУВВ_р%;   при НУВВ_0,3%⁼ 168,3 м суммарный расход  Q_0.3% =  6696 м³/с;

ω_гр    —  площадь живого сечения на участке главного русла, м², равна 1680 м²;

    —  соответственно площади живого сечения правой и левой пойм, не перекрытые пойменной насыпью;

Расход воды, проходящей на каждом из пойменных подмостовых участков, распределяют пропорционально пойменным площадям до размыва    и   . Величина расхода для правой (левой) поймы опреде­ляется по формуле

 —    средняя глубина, м, соответственно на участке пра­вой и левой пойм живого сечения под мостом.

для главного русла:

для левой поймы:

для правой поймы:

Согласно требованиям СНиП, при морфометрической основе расчета в глубину общего размыва вводится поправка в размере 15%, т.е. разницу между глубиной до размыва h_др(i) и после размыва h_пр(i) следует увеличить в 1,15 раз и глубина после размыва с учетом поправки h_попр(i) составит:

Результаты вычислений сводятся в таблицу

Наименование участка отверстия моста	Глубина на вертикали до размыва hдр(i),м	Ср.гл.потока до размыва на участке подмостового сечения hсрдр,м	Ср.уд.расход под мостом qср,м3/с*м	Расход воды на вертикали q(i),м3/с*м	Глубина на вертикали после размыва hпр(i),м	Глубина после размыва с учетом поправки hпопр(i),м
Правая пойма	3,35	3,48	2,65	2,52	2,05	размыва нет
	3,6			2,77	2,20
Главное русло	7,6	5,6	19,62	29,18	13,50	14,39
Левая пойма	3,6	3,53	2,71	2,78	2,21	размыва нет
	3,45			2,63	2,12

Анализ табл. показывает, что общий размыв будет происходить только в главном русле. На поймах размыва нет, т.к. скорость потока невелика и не превосходит размывающую скорость.

На рис.4 изображена линия общего размыва дна под мостом, по­строенная по данным табл.

6. Определение глубины местного размыва у опор моста.

Разработка рекомендаций по глубине заложения опор моста.

Для определения глубины заложения фундамента необходимо, кроме величины общего размыва под мостом, определить глубину воронки местного размыва у опор моста.

Глубина местного размыва ∆h_м зависит от характеристик потока воды перед опорой, формы и размеров опоры, а также гидравлических особенностей переносимого водой грунта.

Определим глубину местного размыва для опоры .

          Глубина воды в месте расположения опоры №7 от линии дна с учётом общего размыва до НУВВ_0,3%=168,3м равна h_пр(i)=14,39 м.

Наибольшая глубина местного размыва у опоры ∆h_м определяется по формуле:

                                         ,

где  –  глубина местного размыва у опоры эталонной формы; определяется по формуле:

;

где     ;

;

u_в(i)     - средняя скорость потока на вертикали перед опорой, м/с, определяемая по формуле :

;

          – размывающая скорость, м/c, для данного грунта d=6 мм ;

ω – гидравлическая крупность частиц грунта, м/с, для данного грунта ω=0,153м/с;

a– расчётная ширина опоры, a=4 м;

M – коэффициент, зависящий от формы опоры; M=1;

K – коэффициент косины; K=1.

Тогда глубина воронки местного размыва у опоры №4 будет равна:

.

Глубина заложения фундамента опоры определяется по формуле:

,

где     h_ф – необходимое заглубление фундамента в грунт;  h_ф = 3,00 м.

.

Отметка глубины заложения фундамента для опоры :

НУУВ_0,3% – h_залож = 168,3 – 22,35 = 145,95 м.

7. Определение величины расчетного судоходного уровня

Для установления расчетного судоходного уровня (РСУ) необходимы данные гидрометрических наблюдений продолжительностью не менее 10 лет. По этим данным для каждого года строятся водомерные графики Н(t) –   изменения уровня воды в период прохождения паводка.

По этим графикам определяются уровни воды Н_t превышаемые более высокими уровнями в течение t суток.

Продолжительность стояния уровня воды выше РСУ зависит от класса водного пути и определяется по формуле

.

где k -  коэффициент допускаемого снижения продолжительности физической навигации,

В нашем случае k = 3, т.к. река относится к водным путям 5 класса;

T – расчетная продолжительность навигации, для нашего случая равна 240 сут.  В нашем случае t = 3·240/100 = 7 сут.