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.

             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:

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.