Проектирование новой железнодорожной линии с пересечением постоянного водотока мостовым переходом

1.  Цель и задачи проектирования

          Цель работы – получить практические навыки проектирования новой железнодорожной линии с пересечением постоянного водотока мостовым переходом и определить параметры мостового перехода.

          В процессе выполнения проекта необходимо:

          - с использованием карты в горизонталях запроектировать план и продольный профиль

участка новой железной дороги с пересечением реки мостовым переходом;

          - ориентировочно определить величину отверстия моста, расположенного на трассе проектируемой железной дороги;

          - разместить по трассе водопропускные сооружения и подобрать и подобрать их типовые размеры отверстий;

          - вычислить расчетный и наибольший расходы и уровни воды заданной вероятности превышения;

          - определить величину общего размыва под мостом и построить линию дна после размыва;

          - установить пределы варьирования величиной отверстия моста на основе общего размыва под мостового русла;

          - произвести разбивку отверстия моста на пролеты;

          - определить глубину местного размыва и дать рекомендации по глубине заложения одной и русловых опор;

          - рассчитать минимально допустимые отметки проектной линии в месте расположения моста и на подходах к нему;

          - определить основные размеры и местоположение струенаправляющих дамб и траверс.

1.1.  Представляемые к защите материалы

          На защиту представляются следующие материалы:

          - пояснительная записка с расчетами и необходимыми иллюстративным материалом;

          - план с указанием границ разлива постоянного водотока, бассейнов малых искусственных сооружений;

          - продольный профиль трассы участка железной дороги;

          - чертежи регуляционных сооружений.

1.2. Представляемые к защите материалы

           Исходные данные приведены в задании на курсовую работу.

2.  Ориентировочное определение размеров отверстий средних и больших мостов.

          Таблица №1 приведенных уровней высоких вод.

№	Годы	Приведенные уровни
1	1945	414,35
2	1946	414,25
3	1947	414,05
4	1948	415,20
5	1949	414,55
6	1950	414,85
7	1951	415,05
8	1952	415,52
9	1953	414,52
10	1954	414,29
11	1955	414,20
12	1956	414,05
13	1957	414,40
14	1958	414,45
15	1959	414,82
16	1960	414,55

             В месте положительного створа ширина разлива высоких вод находится по следующей формуле:

где - максимальный приведенный уровень высоких вод в створе, равный 415,52 м;

        - ширина разлива высоких вод в створе.

              При дальнейших расчетах необходимо определить уклон реки по формуле

              И далее на учебной карте через каждый километр определяем высоты реки и высоты разлива. Строим границу разлива высоких вод.

Здесь- высота разлива;

           - произведение уклона реки на расстояние от створа до определяемого места (через 1 км.).

          При ориентировочном определении отверстий средних и больших мостов может быть использована формула, основанная на методе гидравлических эквивалентов, предложенная профессором М.Ф. Срибным:

где В_отв – отверстие моста, м;

       Р – допускаемый коэффициент размыва; в курсовом проекте для ориентировочных расчетов

             он может быть принят равным 1,2;

       В_гр – ширина главного русла, м;

       В_разл – ширина разлива реки, м.

          Разница в отметках в месте расположения водомерного поста и мостового перехода:

          Так как мостовой переход расположен выше по течению реки, то отметки уровней воды, наблюдаемые в месте водомерного поста, следует увеличить на величину Δh. Ниже в таблице №2 приведены значения уровней воды, зафиксированные в месте водомерного поста и перенесенные на створ мостового перехода:

№	Годы	Отметки УВВ, м
		в месте водомерного поста (ГМВ – 414,0)	по оси мостового перехода (ГМВ -407,2)
1	1945	414,35	407,55
2	1946	414,25	407,45
3	1947	414,05	407,25
4	1948	415,20	408,40
5	1949	414,55	407,75
6	1950	414,85	408,05
7	1951	415,05	408,25
8	1952	415,52	408,72
9	1953	414,52	407,72
10	1954	414,29	407,49
11	1955	414,20	407,40
12	1956	414,05	407,25
13	1957	414,40	407,60
14	1958	414,45	407,65
15	1959	414,82	408,02
16	1960	414,55	407,75

3.  Определение расходов воды морфометрическим способом

          Профиль морфоствора представлен на рисунке №1.

          Расходы воды на водотоке определяют путем суммирования расходов в главном русле и на поймах:

          Средняя скорость в русле реки или на пойме определяются по эмпирической формуле:

где n – коэффициент шероховатости русла, характеризующий сопротивление движения воды и

             зависящий от ситуационных условий местности в районе морфоствора, характера русла,

             растительности на поймах и т.д.

       - средняя глубина воды на участке морфоствора, м, определяемая по формуле

       I – уклон водной поверхности реки, определяемый в период паводка по формуле Б.Ф.Снищенко.

      Для рассматриваемого примера:

       Средние глубины, скорости течения воды и соответствующие им расходы воды в месте мостового перехода подсчитывают при ГМВ и далее примерно через 0,5 м. до уровня, превышающего максимальный из заданного ряда на 2 – 3 м.

       Результаты вычислений приведены в таблице ниже. По этим данным строятся

графики зависимостей от уровня воды площадей живого сечения, средних скоростей и расходов для каждого из участков морфоствора, а также в целом для водотока.

4.  Определение расходов воды и соответствующих им уровней заданной вероятности превышения

       Известно, что основные гидрологические характеристики водотоков, в том числе расход и горизонт воды – величины случайные. Следовательно, их определяют методами математической статистики, опираясь на известный закон распределения. Установлено, что эти характеристики подчиняются трехпараметрическому закону распределения вероятностей.