Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО «Сибирская государственная автомобильно-
дорожная академия (СибАДИ)» Кафедра проектирования дорог
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
МОСТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЕРСОНАЛЬНОГО
КОМПЬЮТЕРА
Методические рекомендации по выполнению лабораторно-практической работы
Составитель А.А.Малышев
Омск
СибАДИ
2009
3
УДК 625.745.2 ББК 38.786
Рецензент канд. техн. наук, доц. С.Д. Паршиков
Работа одобрена научно-методическим советом специальности 270205Мосты и транспортные тоннели (дисциплина «Изыскание и проектирование мостовых переходов) в качестве методических рекомендаций для студентов, обучающихся по специальности 270205, дневной и заочной форм обучения.
Проектирование основных параметров мостовых переходов с использованием персонального компьютера: методические рекомендации по выполнению лабораторно-практической работы/ Сост. А.А.Малышев. – Омск: СибАДИ, 2009. – 35с.
Методические рекомендации являются указанием для пользователя, выполняющего расчетную (лабораторную) работу по проектированию основных параметров мостовых переходов с использованием персонального компьютера (ПК). Лабораторная работа разработана на основе программы
Microsoft Office Excel 2003.
Учебно-методической целью работы является закрепление студентами знаний факторов, влияющих на характеристики водного потока, и методов учета влияния этих факторов на основные параметры мостовых переходов.
Табл.10. Ил.6. Библиогр.: 4 назв.
© ГОУ «СибАДИ», 2009
4
Введение
Методические рекомендации (МР) предназначены для студентов вузов, обучающихся по специальностям 270205 − Мосты и транспортные тоннели (дисциплина «Изыскание и проектирование мостовых и тоннельных переходов). МР являются указанием для пользователя, выполняющего расчетную (лабораторную) работу по проектированию основных параметров мостовых переходов (МП) на персональном компьютере (ПК). Лабораторная работа разработана на основепрограммы Microsoft Office Excel 2003.
Учебно-методической целью работы является закрепление
студентами знаний факторов (характер профиля |
сечения долины |
||
реки в створе МП; |
формирование |
хронологического ряда глубин в |
|
период УВВ; |
определение УВВ с расчетом модульных |
||
коэффициентов, |
коэффициентов |
вариации, |
коэффициентов |
асимметрии; определение значения функции вероятности; определение относительного руслового расхода и степени сжатия русла; величины общего и местного размыва; подпор на МП), влияющих на основные параметры МП (варианты размеров отверстий моста; глубины фундирования опор; основные размеры и очертания осей направляющих дамб; отметки проезжей части моста; минимальная отметка насыпи на подходах) и учета влияния этих факторов на изменение этих параметров.
Учебной целью лабораторной работы является изучение состава и методов обработки исходных данных и подготовка информационной основы для анализа и установления особенностей влияния различных исходных данных на значения основных параметров МП.
1.ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1.Основные требования, предъявляемые к МП
Мостовые переходы должны удовлетворять целому ряду требований и прежде всего обеспечивать беспрепятственный пропуск транспортных потоков в любое время года, быть устойчивыми в течение всего расчетного срока службы, т.е. противостоять разрушающему воздействию паводков и русловых деформаций (природных, общих и местных). Определенные требования предъявляются к мостовым переходам по обеспечению необходимых условий судоходства. Например, должны быть выдержаны
5
минимальные подмостовые габариты.
Строительство мостовых переходов не должно приводить к подтоплению или разрушению других народнохозяйственных объектов, населенных пунктов, переходов коммуникаций и т.д. [1].
1.2. Расчеты при проектировании МП
При проектировании МП выполняется комплекс гидрологических, морфометрических, гидравлических и русловых расчетов. Эти расчеты представляют собой одну из наиболее сложных и важных частей проектов. Во-первых, они во многом определяют основные размеры МП (отверстия мостов, глубины фундирования опор, размеры искусственных уширений подмостовых русел, размеры струенаправляющих дамб, отметки бровок земляного полотна на подходах и отметки проезда на мостах, конструкции и размеры укрепительных сооружений и т.д.). Во-вторых, дают возможность оценить те последствия, которые будут проявляться при эксплуатации мостовых переходов из-за нарушения бытового режима протекания речного потока (ухудшение условий судоходства на участках русел рек, прилегающих к мостовым переходам, ухудшение условий работы других инженерных сооружений на реках и т.д.).
Гидрологические расчеты – это прежде всего определение расходов и соответствующих им уровней воды расчетной вероятности превышения (ВП). Значения ВП обычно нормируют в зависимости от типа искусственного сооружения, категории дороги и плотности дорожной сети в районе проектируемого объекта. Ежегодные колебания наибольших расходов и уровней воды, несмотря на их опосредованную связь с ходом солнечной активности [5...6-, 11-, 22-, 44-, 88...89-летними (вековыми) и т.д. периодами солнечной активности], все же подчиняются законам больших чисел, поэтому для вычисления расчетных расходов и соответствующих им уровней воды используют уравнения теории вероятностей. Наблюдения за максимальными годовыми расходами и уровнями воды обрабатывают на компьютерах. В лабораторной работе хронологический ряд уровней паводков формируется генератором случайных чисел входящего в состав Microsoft Office Excel 2003.
Морфометрическими расчетами определяют расходы, уровни и скорости течения с использованием уравнения равномерного течения жидкости по известным морфологическим и геометрическим характеристикам расчетного сечения долины реки (морфоствора).
6
Морфометрические расчеты необходимы:
-для установления расчетного уровня воды по известному расчетному расходу;
-для определения расхода воды по зафиксированному на местности уровню воды;
-для оценки распределения расчетного расхода между характерными элементами живого сечения долины реки (руслом и поймами).
Величина распределения расчетного расхода одна из самых важных гидравлических характеристик створа перехода, которая в конечном итоге во многом определяет генеральные размеры всех его сооружений. Учитывая возможность появления ощутимой погрешности и, следовательно, необходимость введения гарантийных запасов устойчивости сооружений, к морфометрическим расчетам прибегают лишь при невозможности проведения натурных гидрометрических наблюдений или их недостаточном объеме.
Расчет отверстия моста. Назначая размер отверстия или (что более правильно) определяя его расчетом, нужно учитывать неизбежные природные деформации русел, которые происходят на водотоках в бытовых условиях и часто еще усиливаются после строительства мостовых переходов.
Отверстие моста назначают обычно не меньше, чем максимально возможное уширенное подмостовое русло.
При назначении глубин фундирования опор мостов прогнозируют те наибольшие глубины общего размыва, которые могут развиваться в один из наиболее напряженных периодов работы МП в течение расчетного срока его службы. Прогноз глубинных деформаций русел и фундирование опор осуществляют обязательно с учетом природных русловых деформаций, которые приводят к дополнительному углублению русла, а также боковых деформаций − естественных или искусственных (срезок пойменных берегов подмостовых русел), существенно ограничивающих развитие глубинных размывов.
Местные размывы, развивающиеся у передних граней опор мостов и голов регуляционных сооружений, приводят к дополнительному увеличению глубин в русле и на поймах. Глубины местного размыва вычисляются по эмпирическим или теоретикоэмпирическим зависимостям и обязательно учитывают при обосновании размеров сооружений мостовых переходов.
7