6.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО РАЗМЫВА
ВПОЙМЕННОЙ ЧАСТИ МОСТА
Определение общего размыва в пойменной части моста ∆ОДПР(П) производится в следующей последовательности:
1. Определяем расходы воды, проходящей по пойменным участкам ОМ:
Q Пi |
|
Пi |
H |
2 / 3 |
|
Q – QQpP). , |
(6.1) |
|
|
Пi |
|
||||
n |
|
|
H П2i |
|
|||
|
|
Пi |
/ 3 |
|
|
||
2. Рассчитываем удельные расходы воды, проходящей по
пойменным участкам ОМ: |
|
qпi = Qпi/Lпмi . |
(6.2) |
3.Определяем глубины потока после размыва для пойменных частей отверстия НПР(П) по формуле (4.9) при соответствующих пойменным участкам значениях qM = qпi и d.
4.Определяем отметку дна пойменных частей после размыва:
ОДппр = УВВ – НПР(П) . |
(6.3) |
5.Определяем понижение дна (общий размыв) в пойменной части моста:
∆ОДПР(П) = ОДпдр – ОДппр , |
(6.4) |
где ОДпдр – средняя отметка поймы до размыва.
Следующий этап – увеличение глубин общего размыва на 15%. При этом следует иметь в виду, что увеличение глубин общего размыва на 15% надо отсчитывать от наинизшей отметки дна в русле до размыва. При реальном проектировании указанный порядок расчетов является начальным и ориентировочным. Далее уточняются виды и характеристики размываемых грунтов с учетом толщины размываемых слоев и их распространения по ширине ОМ.
7.РАСЧЕТ МЕСТНОГО РАЗМЫВА
УПРОМЕЖУТОЧНОЙ ОПОРЫ МОСТА
18
Расчет местного размыва у промежуточной опоры моста hм выполняется по формуле И.А.Ярославцева для несвязных грунтов.
|
|
|
hM= KKоп(v2оп/g)0,9bоп0,1–30d , |
|
(7.1) |
|||
где |
К |
– |
|
|
|
|
коэффициент, |
|
зависящий |
от |
|
Форма опоры |
|
Коп |
относительной |
||
|
Прямоугольная |
|
1,24 |
|||||
глубины |
|
|
|
потока; К |
– |
|||
|
|
|
|
Цилиндрическая |
|
1 |
|
оп |
коэффициент, |
|
|
зависящий |
от |
||||
|
Обтекаемая |
|
0,85 |
|||||
формы |
опоры, |
|
|
|
|
определяется |
||
|
|
|
|
|||||
по табл.7.1; |
vоп – скорость набегания потока на опору; bоп – ширина |
|||||||
опоры по фасаду моста; d – крупность несвязных грунтов. |
|
|||||||
Таблица 7.1
В формуле (7.1) |
|
К = 0,7211 (Нпрр/bоп)-0,4144 , |
(7.2) |
где Нпрр определяется по формуле (4.9) для условий русла. |
|
Значения vоп определяются по следующим формулам: |
|
vоп = vрмα2/3 ; |
(7.3) |
vрм=qM/Нпрр ; |
(7.4) |
α = hmax/Нпрр ; |
(7.5) |
hmax = hДРmax(Нпрр/Ндрр), |
(7.6) |
где α – коэффициент формы русла. |
|
8. РАСЧЕТ ПОДПОРА НАМОСТОВЫХ ПЕРЕХОДАХ
Стеснение потока подходными насыпями приводит к повышению уровня воды в паводок в верхнем бьефе перехода. В продольном
19
профиле поверхности воды по динамической оси потока перед мостовым переходом можно выделить два участка (рис. 8.1): кривая подпора (от начала влияния мостового перехода), в пределах которой уровни повышаются, и кривая спада. Динамическая ось потока – линия, соединяющая вдоль потока наибольшие средние на вертикалях скорости потока, совпадающая, как правило, со стрежнем – линией, соединяющей наибольшие поверхностные скорости.
Рис. 8.1. Рельеф водной поверхности в районе мостового перехода: а – схематизированный план водной поверхности; б – продольный профиль водной поверхности; в – профили водной поверхности с верховой (6) и низовой (7)
20
сторон подходной насыпи; 1 – граница разлива; 2 – горизонтали водной поверхности; 3 –водная поверхность нестесненного потока; 4 – то же стесненного потока; 5 – створ перехода; 6 – водная поверхность с верховой стороны перехода; 7 – то же с
низовой стороны
В районе границы двух участков разность подпертой и бытовой глубин достигает наибольшей величины, называемой предмостовым подпором hв. В верхнем бьефе уклон потока вдоль насыпи переменный, величина его возрастает от борта долины к главному руслу. Подпор воды у насыпи hН увеличивается в противоположном направлении – от главного русла к берегу. У берега подпор наибольший hmax, называемый максимальным подпором.
Максимальный подпор у насыпи определяют по формуле
h |
|
2 |
|
||
|
|
M |
, |
(8.1) |
|
|
|
||||
max |
|
|
2g |
||
|
|
|
|
||
где – коэффициент сопротивления моста; М – средняя скорость под мостом, принимаемая на пике расчетного паводка, проходящего в первый год эксплуатации моста, или при расчете размывов без учета фактора времени (с запасом) на момент осуществления p=50% от полного размыва при продолжительных (снеговых) и p=25% при непродолжительных (ливневых) паводках;определяется по формуле
=3,85lg +0,25; (8.2)
– параметр, определяемый по формуле
|
р |
рLразл; |
(8.3) |
|||||
Нр |
||||||||
р – коэффициент трения, равный |
|
|
|
|
||||
|
2g |
|
|
n2p |
|
(8.4) |
||
р C2 2g H1p/3 ; |
||||||||
|
||||||||
Нр, nр – глубина русла в расчетный паводок и коэффициент его шероховатости; p – коэффициент извилистости русла, равный отношению фактической его длины на участке 1/3 Lразл ниже и 2/3 Lразл выше створа перехода к проекции этой длины русла на перпендикуляр к створу моста (т.е. Lразл); для практических расчетов можно принимать значение коэффициента p:
1,0-1,1 – русло близко к прямолинейному;
21
1,1-1,2 – русло средней извилистости (не относящееся к свободному и незавершенному меандрированию);
1,2-1,5 – русла сильноизвилистые;
Lразл – расчетная ширина разлива, определяемая по формуле
|
|
|
LM |
|
|
(8.5) |
|
L |
В |
1 |
|
; |
|||
В В |
|||||||
разл |
пб |
|
|
||||
|
|
|
пб |
пм |
|
||
Впб, Впм – ширина широкой и узкой пойм, перекрытых насыпью;
при ≤1,75 принимают =1,2;м определяется по формуле
м |
Q |
; |
(8.6) |
бм 1 P 1 p |
где бм – площадь подмостового сечения до размыва с учетом срезки;
Р– коэффициент общего размыва.
Врасчетах p принимают в долях единицы. Предмостовой подпор определяют по формуле
hв= hmax – iX0, |
(8.7) |
где i – уклон нестесненного водного потока в паводок; Х0 – расстояние от створа моста до вертикали, где устанавливается предмостовой подпор (см. рис. 8.1), определяемое по формуле И. С. Ротенбурга
|
Х0 а б |
|
Lразл |
; |
|
|
|
(8.8) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
gi |
|
|
|
|
|
|
||
a – коэффициент, принимаемый по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Q |
2/3 |
|
Q |
|
|
б |
|
|
|
(8.9) |
||
a 1,15 |
|
0,8 |
|
|
|
|
|
; |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Q |
|
Q |
|
gL |
i |
|
|||||||
|
мб |
|
мб |
|
|
разл |
|
||||||
б – средняя скорость потока по всему живому сечению нестесненного потока.
В случаях, когда по формуле (8.9) получают коэффициент α, выходящий из диапазона 0,4 α 2,5, к расчету принимают значение α, равное крайнему значению указанного диапазона.
9. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ СТРУЕНАПРАВЛЯЮЩИХ ДАМБ
22