Проектирование малых водопропускных сооружений и водоотвода

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ВОДОСБОРНОЙ ПЛОЩАДИ 5

2 ГИДРОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 6

3 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ МАЛОГО МОСТА 9

4 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБ (БЕЗНАПОРНОЙ, ПОЛУНАПОРНОЙ, НАПОРНОЙ) 12

5 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ФИЛЬТРУЮЩЕЙ НАСЫПИ 15

6 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КАНАВ 17

7 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 19



1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ВОДОСБОРНОЙ ПЛОЩАДИ

Разбиваем площадь водосборного бассейна на треугольники и рассчитываем каждый треугольник по формуле

F= Öр(р-а)(р-в)(р-с) , р=а+в+с/2 (1.1)

Где: F- площадь , р- полупериметр треугольника, а,в,с- стороны треугольника.


F1=Ö0,144(0,144-0,074)(0,144-0,125)(0,144-0,09)= 0,329 км2 (1.2)


F2=Ö0,135(0,135-0,09)(0,135-0,054)(0,135-0,127)= 0,206 км2 (1.3)


F3=Ö0,139*0,012*0,053*0,074= 0,255 км2 (1.4)

Складываем площади и получаем общую площадь водосборного бассейна

F= 0,329+0,206+0,255= 0,79 км2 (1.5)

5

2 ГИДРОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

2.1 Определяем расход Qл3%

Qл= 16,7*Ар*ар*F*j*Ki*Кф, м3/с (2.1)

Расчетная интенсивность осадков

Ар= ач*Кт , мм/мин (2.2)

ливневый район №4 ,

Где, ач- часовая интенсивность осадков;

Кт – коэффициент редукции часовой интенсивности осадков;

ач= 0,74 (по таблице 1, страница 4),

Кт= 1,60 (по таблице 2, страница 4),

По формуле 2.2 расчетную интенсивность осадков

Ар= 0,74*1,60= 1,12 мм/мин

Склоновый сток

ар= а0*d (2.3)

где, а0- коэффициент стока при полном насыщении почвы влагой (по таблице 3, страница 4);

а0= 0,65

d- коэффициент, учитывающий естественную аккумуляцию стока,

d= 1-g*b*П (2.4)

где, g - коэффициент проницаемости почво-грунтов (по таблице 6, страница 4),

g= 0,15

b- коэффициент, учитывающий состояние почво-грунтов (таблица 7, страница 5),

b= 1,0

П- поправочный коэффициент на редукцию проницаемости (таблица 10-11, страница 5),

П= 1,0

По формуле 2.4 рассчитываем коэффициент d

d= 1-0,15*1*1= 0,85

по формуле 2.3 рассчитываем склоновый сток

ар= 0,65*0,85= 0,55

Коэффициент редукции максимальных расходов (таблица 4, страница 4),

j= 0,57

Коэффициент крутизны водосборного бассейна Кi, для чего рассчитываем уклон лога

Iл= (Нвтл-Нтр)/L (2.5)

Где, Нвтл- высшая точка лога

Нвтл=172,5

Нтр- точка сооружения

Нтр= 167,5

L- длина лога

L= 1240 м

Рассчитываем по формуле 2.5 уклон лога

Iл= (172,5-167,5)/1240= 0,004= 4%0

Тогда по таблице 5, страница 4 находим

Кi= 0,78

Коэффициент, учитывающий форму водосборной площади, Кф 6

Кф=(DФ/L)ÖF (2.6)

Принимаем форму водосборной площади в виде треугольника.

Принимаем поправочный коэффициент DФ, для чего находим L2/F

L2/F=1,242/7,9=0,19

По таблице 8, страница 5 находим поправочный коэффициент

DФ= 0,98

по формуле 2.6 рассчитываем коэффициент Кф

Кф=(0,98/1,24)Ö0,79= 0,70

По формуле 2.1 рассчитываем расход

Qл3%= 16,7*1,12*0,55*0,79*0,57*0,78*0,70= 2,5 м3/с

2.2 Определяем расход от талых вод, Qсн

Qсн= [Кд*hp*F/(F+1)n]*Коз*Кл.б. (2.7)

Определяем коэффициент дружности половодья, Кд

Для чего определяем категорию рельефа:

a= iл/iтип (2.8)

находим типовой уклон

iтип=25/ÖF+1=25/Ö0,79+1=18,66 %0 (2.9)

тогда по формуле 2.8 получаем

a= 4/18,66= 0,21

0,211,2 (4.13)

Следовательно условие выполнено.

Находим скорость течения (смотри предыдущие расчеты)

V= 5,1 м/с

Рассматриваем условие i0 ³ iw

iw= Q2/wт2Ст2Rт (4.14)

где, Rт- гидравлический радиус, находится по формуле

Rт= Rт/2= ¼= 0,25 м (4.15)

По таблице 1, страница 8 находим

wт= 0,332

Ст= 62

Отсюда по формуле 4.14 находим

iw= 2,52/0,3322*622*0,25= 0,059

i0 1,4 , условие i0 1,4- условие выполнено.

Находим скорость течения воды

V= 2,7 м/с

Определяем по формуле 4.14

iw= Q2/wт2Ст2Rт= 2,52/0,3322*622*0,25= 0,059>0,004

i0 0).

Определяем ширину насыпи по низу

Вниз= В+2m Нн+2а= 8+2*3*4+2*0,5= 33 м (5.2)

Проверяем условие устойчивости основания на неразмываемость

Н £ Вниз/С1= 33/3,5= 9,43 м

Где, С1- опытный коэффициент, зависящий от вида грунта. Определяется по таблице 2, страница 9.

Находим бытовую глубину. Для этого определяем пьезометрический уклон (формула 3.3)

I= 70/7,5+140/7,5= 28

Находим модуль расхода (формула 3.2)

К= Q/Öi= 2,5/Ö0,004= 39,7

По таблице 1, страница 7 находим русловой коэффициент

m= 0,55

Далее по формуле 3.1 определяем бытовую глубину

hб= 0,553Ö39,7/28= 0,62 м

Находим площадь поперечного сечения

w= Q/КфÖ[(Нкн- hб)/Вниз]+ik= 2,5/0,5Ö[(3,5-0,62)/33]+0.004= 16,7 м2 (5.3)

Находим высоту каменной наброски

w= mср*Нкн2 (5.4)

Отсюда

Нкн=Öw/mср (5.5)

Где,

mср= I/2= 28/2= 14 (5.6)

Тогда по формуле 5.5

Нкн= Ö15,3/6,65= 1,09 м

Находим ширину фильтрации потока

Вф= 2 mср Нкн= 2*14*1,09= 30,5 м (5.7)

Находим значение удельного расхода

g=Q/ Вф= 2,5/30,5= 0,08 (5.8)

при gн= (0,25…1,0), получаем, что gн>g, следовательно принимаем g= 0,25.

Вычисляем ширину фильтрационного потока

Вф= Q/g= 2,5/0,25= 10 м (5.9)

Снова находим высоту каменной наброски

Нкн= 2w/ Вф= 2*16,7/10= 3,34 м (5.10)

Уточняем коэффициент крутизны откоса каменной наброски

mср=w/ Нкн2= 16,7/3,342= 1,5 (5.11)

Назначаем крутизну откоса каменной наброски 1:3.

Определяем расчетную глубину воды при выходе из сооружения

hр= (Нкн+ hб)/2= (3,34+0,62)/2= 1,98 м (5.12)

Определяем площадь фильтрационного потока на выходе из сооружения

wф= mср hр2= 3*1,982= 11,76 м2 (5.13)

Находим среднюю скорость потока на выходе из сооружения

Vср.р=Q/wфрЕ= 2,5/11,76*0,46*0,9= 0,59 м/с (5.14)

Находим расчетную скорость

Vр= 1,7 Vср.р= 1,7*0,59= 1 м/с (5.15)

Вывод: По таблице 1, приложения 1, страница 9 назначаем тип укрепления приданной части грунтового основания, как одерновка плашмя (на плотном основании).

16

6 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КАНАВ

6.1 Правая канава

Данные: коэффициент откоса- 3; уклон местности-19%0; грунт- глины.

Определяем расход

Q= 87,5ачF= 87,5*0,70*0,04= 0,3 м3/с (6.1)

Где, ач- часовая интенсивность ливня (таблица 1, страница 4)

ач= 0,70 мм

F- водосборная площадь канавы

F= 0,04 км2

По таблице 2, страница 7 определяем допустимую скорость

Vдоп= 1,2 м/с

Определяем площадь живого сечения

w= Q/ Vдоп= 0,3/1,2= 0,25 м2 (6.2)

Определяем глубину канавы

hк=Öw/m= 0,25/3= 0,29 м (6.3)

Определяем ширину канавы

в= 2mh= 2*3*0,29= 1,74 м (6.4)

Находим смоченный периметр

х= 2hÖ1+m2= 2*0,29Ö1+32= 1,83 м (6.5)

Находим гидравлический радиус и коэффициент Шези

R= w/х= 0,25/1,83= 0,14 м (6.6)

С= R1/6/0,019= 38 (6.7)

Находим продольный уклон

Iпр= Vдоп2/ С2R= 1,22/382*0,14= 0,007 (6.8)

Определяем скорость течения потока

V= СÖRi= 38Ö0,14*0,007= 1,2 м/с (6.9)

Вывод: По приложению 1, страница 9, тип укрепления будет одерновка в стенку.


Рисунок 6.1 Канава

6.2 Левая канава

Данные: коэффициент откоса- 3; уклон местности- 30 %0; грунт- глины.

Находим часовую интенсивность ливня и водосборную площадь канавы

ач= 0,70 мм

F= 0,05 км2

Находим расход (формула 6.1)

Q= 87,5*0,70*0,05= 3,1 м3/с

По таблице 2, страница 7

Vдоп= 0,85 м/с

Определяем площадь живого сечения (формула 6.2)

w= 3,1/0,85= 3,7 м2

Определяем глубину и ширину канавы (формулы 6.3 и 6.4)

hк= Ö3,7/3= 1,11 м

в= 2*3*1,11= 6,7 м

Находим смоченный периметр (формула 6.5) 17

х= 2*1,11Ö32+1= 7,02 м

Определяем коэффициент Шези и гидравлический радиус (формула 6.7 и 6.6)

R= 3,7/7,02= 0,53 м

С= 0,531/6/0,03= 28,9

Находим продольный уклон (формула 6.8)

Iпр= 0,852/28,92*0,53= 0,0016

Определяем скорость течения потока (формула 6.9)

V= 28,9Ö0,53*0,0016= 0,85 м/с

Вывод: По приложению 1, страница 9, тип укрепления будет одерновка плашмя (на плотном основании.

18

7 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Бабков В.Ф., Андреев О.В., «Проектирование автомобильных дорог в 2-х частях» Ч.I-II учебник для вузов- Издание 2-е, переработанное и дополненное- М.: Транспорт, 1987-368 с.

2 Справочник инженера- дорожника, «Проектирование автомобильных дорог» –М.:Транспорт, 1989-415 с.

3 СниП 2.05.02-93 «Автомобильные дороги», Госстрой СССР-М.: ЦИТП, 1987-50 с.

19

ВВЕДЕНИЕ

Искусственные сооружения служат для пропуска воды через дорогу. Их правильный расчет обеспечивает безопасность эксплуатации автодорог. В качестве малых искусственных сооружений служат малые мосты, трубы, фильтрующие насыпи, а также водоотводные канавы. Для их расчета используются гидрологические и гидравлические расчеты. Цель данных расчетов определение расходов (ливневый, от талых вод и др.), скорости потока воды через сооружения, определение размеров сооружений и выбор типа укреплений откосов и русел, а также строительных материалов.

Комментарии Вконтакте:

“ Информация ”

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.