Расчет водопропускной трубы на ПК 12+00 и проектирование малого моста на ПК 4+00

наличии ледохода или корчехода применение труб не допускается.

При пересечении глубоких узких тальвегов оврагов целесообразны напорные трубы, т.к. значительное повышение горизонта водотока не вызовет затопление близлежащих населенных пунктов и полезных угодий, не приведет к необходимости высоких насыпи на большом протяжении. При мелких тальвегах с пологими склонами предпочтительнее безнапорные и полунапорные трубы, не вызывающие значительного увеличения высоты насыпи.

Глубина лога перед сооружением: h_л = Н_ср. – Н₀ = 26,94 – 25,83 = 1,11 м

Коэффициент формы лога: а = (m₁ + m₂ )/6 i_л = (90,9 + 90,9)\6*0,006 = 5050

Для определения расхода с учетом аккумуляции нужно построить на графике пропускных способностей труб два отрезка прямых аккумуляций. Первый отрезок соединяет значения 0,62* Q_л = 0,62*6,51 = 4,04 м³/с с W/а = 15174/5050 = 3 и соответствует недопустимым степеням аккумуляции.  

КР-02-06

 Лист

Второй отрезок соединяет значения Q_л = 6,51 м³/с с 0,7* W/а = 0,7*15174/5050 = 2,1 и соответствует допустимым степеням аккумуляции.

Точки пересечения второго отрезка с кривыми пропускных способностей труб, расположенные до пересечения с первым отрезком, соответствуют координатам Н³ и Q_а, равными соответствующим отверстиям труб.

            Рис. 1. Расчетный график пропускной способности круглых труб

Таким образом, Q_а = 2,8 м³/с и Н³ = 0,9 м³. Значит, подпор Н = 0,3 м.

Труба d_тр = 2,0 м.

II.1.5. Определение режима работы труб

В зависимости от условия протекания воды в трубах могут быть приняты три режима: безнапорный, полунапорный и напорный.

Безнапорный режим  устанавливается в том случае, если труба работает на входе как свободный водослив с широким порогом. Отверстия безнапорных труб рассчитывают по допускаемому заполнению при входе,  устанавливаемому техническими условиями.  Обычно принимается при Н £1,2*h_T  - безнапорный режим работы, где   h_T - высота (диаметр) трубы.

КР-02-06

 Лист

При круглых трубах h_T = d. Безнапорный режим наблюдается в обычных входных оголовках (тип 1), если  Н £1,2*h_T, а  в обтекаемых (тип 11)Н£1,4*h_T.

Полунапорный режим бывает в обычных  входных оголовках при затопленном входном сечении трубы. В пределах трубы поток имеет свободную поверхность. Глубина воды в трубе после сжатия потока на выходе устанавливается меньше критической h_крит. =∑ h_{T ,} где коэффициент сжатия равен 0,60 для прямоугольных и 0,65 для круглых труб. При Н>1,2*h_T - полунапорный режим работы.

Напорный режим устанавливается при специальной обтекаемой форме входного оголовка и при глубине пока перед трубой Н >1,4*h_T. В этом случае заполнение трубы на всем протяжении полное.

Так как Н £1,2*h_T  (0,3<1,2*2,0 или 0,3<2,4), то режим работы принятой трубы безнапорный.

II.1.6. Расчёт скорости протекания воды в трубе

Расчёт скорости протекания воды в трубе производится в зависимости от режима работы трубы по следующим формулам:

при безнапорном режиме

v = 0,82*, м/с где     g - ускорение свободного падения (g=9,81 м/с²); h_c - глубина потока в сжатом сечении (h_c = 0,5 * Н);

         при полунапорном режиме

v = 0,85*, м/с

Таким образом, скорость протекания воды в трубе равна:

v = 0,82* = 1,41 м/с

II.1.7. Расчет минимальной высоты насыпи у трубы

Расчёт минимальной высоты насыпи у трубы производится в зависимости от режима работы трубы.

При безнапорном режиме:

h_min = d_тр + d + h_до, м где   d - толщина свода трубы, принимается по таблице;

h_до – толщина дорожной одежды, но не менее 0,5 м.

При полунапорном режиме:

h_min = Н + 1,0, м

Минимальная высота насыпи у трубы составляет:

 h_min = 2,0 + 0,16 + 0,5 = 2,66 м.

КР-02-06

 Лист

II.1.8. Проектирование укрепления за трубой.

Длина полного укрепления за трубой.

Длина полного укрепления за трубой определяется по формуле:

L_УКР = (2...4) * d_тр

L_укр = 2*2,0 = 4,0 м, где b_т - ширина (диаметр) трубы.

Ширина плоского укрепления за трубой:

В_укр = 3 * d_тр

В_укр = 3 *2,0 = 6,0 м.

Толщина укрепления у выходного оголовка:

S = 0,35 * H

S = 0,35*0,3 = 0,105 м.

Скорость потока в зоне растекания:

V_р= 1,5 * V

V_р = 1,5*1,41 = 2,115 м/с.

В соответствии со скоростью потока в зоне растекания принимаем тип укрепления – укрепление сборными бетонными плитами.

Наименьшая высота  насыпи у входного отверстия трубы для безнапорных труб определяется из условия, чтобы засыпка над трубой была не менее 0,5 м. Тогда высота насыпи у трубы будет:

Н_н= h_т+δ+ h_з, м где h_т – высота отверстия трубы, м; δ- толщина стенки в замке трубы, м;  h_з - толщина засыпки над трубой (h_з = 0,6 м).

Н_н= 2,0 + 0,16 + 0,5 = 2,66 м.

Для определения глубины заложения предохранительного откоса h_п необходимо определить глубину размыва Δр.  Воспользуемся для этих целей данными, в которых значение относительной глубины   размыва   приводится   в   зависимости от   величины , где a - угол растекания потока за трубой (принимается a= 45°).

При = 4,0*1/2,0 = 2,0    = 1,25.

Следовательно, глубина размыва:

DР =  * Н = 1,25*0,3= 0,375 м.

Глубина заложения предохранительного откоса:

h_п= *DР

h_п = *0,375= 0,5 м.

КР-02-06

 Лист

II.1.9. Определение длины трубы.

Длина трубы  при постоянной крутизне откосов насыпи определяется по формуле:

L_T = В + 2 * m ( h_нас – d_тр) + М , м где В - ширина земляного полотна:

В = 12  м ;

m - коэффициент заложения откоса насыпи:

m = 1,5;

h_нас  - высота насыпи в месте залегания трубы:

h_нас = 2,66 м.

М - толщина портала оголовка (М = 0,30 м).

L_т = 12 + 2*1,5*(2,66 – 2,0) + 0,30 = 14,28 м.

Значение округляем до целого числа в большую сторону. Длина трубы составляет:

L_т  = 15 м..

КР-02-06

 Лист

Раздел II.2. Расчет малого моста.

Основными элементами малых мостов являются пролетные строения и опоры