Курсовая работа (т): Изыскание и проектирование автомобильной дороги: Якутск - Покровск

Изыскание и проектирование автомобильной дороги: Якутск - Покровск

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Тихоокеанский государственный университет»

Кафедра: Автомобильные дороги

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Инженерная гидрология. Гидравлические расчеты водопропускных сооружений»

на тему

«Изыскание и проектирование автомобильной дороги: Якутск - Покровск»

Выполнила: ст-ка гр. АД (б)-11

Кузьмина А.В.

Руководитель проектирования:

Кормилицына Л.В.

Хабаровск 2013

Реферат

Курсовой работа содержит графический материал на одном листе формата А1, одном не форматном листе миллиметровой бумаги и на двух листах кальки пояснительную записку на 32 листах машинного текста формата А4, 5 таблиц, список использованных источников 3.

В курсовом проекте рассмотрены вопросы проектирования основных элементов автомобильной дороги Республики Саха (Якутии). Проектирование выполнено в соответствии с требованиями СНиП 2.05.02-85.

Для заданных начального и конечного участка дороги предложен вариант трассы, для которых произведены расчеты перспективной интенсивности движения, разбит пикетаж, составлена ведомость элементов плана трасы, установлены характеристики водосборных бассейнов, рассчитаны малые мосты и трубы, разработаны сокращенные продольные профиля, эпюры скоростей, графики коэффициентов аварийности, схемы полосы отвода и объемы земляных работ. По данным технико-экономического сравнения вариантов выбран основной вариант, для которого построен детальный продольный профиль.

Детально запроектирован поперечный профиль земляного полотна на ПК20+00,00, для которого произведены необходимые расчеты параметров земляного полотна, определены площади поперечного сечения и вычислены ширина постоянного и временного отвода земель.

Введение

Автомобильная дорога Якутск-Покровск предназначена для осуществления пассажирских и грузовых перевозок между центром республики Якутском и городом Нерюнгри.

Строительство автомобильной дороги позволит решить ряд социальных и экономических проблем, одна из которых обеспечение горожан экологически чистой сельскохозяйственной продукцией. Дорога позволит пустить автобусы междугороднего сообщения для перевозки и транспортировки грузов между городами.

1. Транспортно-экономическая характеристика

.1 Экономика района проектирования

Являясь административным и культурным центром региона, Якутск <#"887608.files/image001.gif">, которые поместились на плане. На оставшейся площади плана водосборного бассейна отмечают и пересчитывают количество квадратиков размером 0,5×0,5 см (, затем пересчитывают оставшиеся неполные квадратики размером 0,5×0,5 см (. Площадь водосборного бассейна ( определяется по формуле

F=N1*q1+N2*q2+*N3*q2=39*0,01+44*0,0025+65**0,0025=0,58 км2

где q1 - площадь (в масштабе карты) 1 см2, равная 0,01 км2; q2 - площадь (в масштабе карты) 0,25 см2, равная 0,0025 км2; N1,N2,N3 - количество квадратов каждого размера, соответственно равных 28, 35, 31.

.2 Определение длины и среднего уклона главного лога

Нанесенный на карте в горизонталях тальвег разбивается на ряд примерно прямых участков. Для упрощения расчетов начала и концы участков назначают на горизонталях. Определяются отметки начал и концов участков и строится развернутый продольный профиль главного лога.

Измеряется длина первого (от дороги) участка и откладывается в соответствующем масштабе на развернутом продольном профиле главного лога. Против начала и конца участка записываются их высотные отметки. То же самое проделывается со следующим участком, и так далее до вершины главного лога.

Длина главного лога (м) определяется по формуле:

==750+160=910,00 (м),

Где lj - длины i-го участка тальвега

В общем случае средний уклон главного лога определяется по формуле:

===0,0091,

где Hвр - отметка верхней точки тальвега, равная 72 м; Hс - отметка лога у сооружения, равная 63,68 м; L - длина главного лога, равная 910,00 м.

.3 Определение уклона лога у сооружения

Уклон лога у сооружения рассчитывается по формуле

iс===0,0066,

где Hв,Hн - отметки точек выше и ниже сооружения, соответственно равные 64,00 м и 62,00 м; Lтр - длина трассы, равная 300,00 м.

.4 Определение глубины лога перед искусственным сооружением

Из двух отметок правого и левого водоразделов по оси дороги выбираем наименьшую и определяем глубину лога:

hл=Hлев-Hс, если Hлев<Hпр,

hл=Hпр-Hс, если Hпр<Hлев.

hл=Hпр-Hc=67,62-66,00=2,32

.5 Определение коэффициентов заложения склонов лога

Коэффициент заложения правого склона

mпр===158,29

Коэффициент заложения левого склона

mл===107,54

2.6 Определение коэффициентов залесенности, заболоченности и озерности

Площади озер, болот, лесов определяются аналогично площади водосборного бассейна - с помощью палетки, графическим или иным способом. Причем лес и кустарник на болотах в лесных угодьях не включается. Расчет ведется по следующим формулам

где fоз - коэффициент озерности, %; Siоз - площадь водной поверхности i-го озера, 0 км2; F - площадь водосборного бассейна, 0,58 км2.

Коэффициент заболоченности определяется по формуле

где fб - коэффициент заболоченности, %; Siб - площадь водной поверхности i-го болота, 0 км2; F - площадь водосборного бассейна, 0,58 км2.

Коэффициент залесенности определяется по формуле:

где fл - коэффициент залесенности, %; Siл - площадь поверхности, занимаемая i-м лесом, 0,58 км2; F - площадь водосборного бассейна, 0,58 км2.

Таблица 1. Ведомость характеристик водосборных бассейнов.

.7 Определение расчетного расхода стока с малых водосборов

.7.1 Расчет расхода ливневого стока

Максимальный расход ливневых вод Qл определяется по формуле:

л=16,7*αрасч*F*φ=16,7*0,82*1,84*0,37=9,43 (м3/с),

где αрасч - расчетная интенсивность ливня, зависящая от вероятности превышения, продолжительности ливня и района строительства дороги, равная 2,337 мм/мин; F - площадь водосбора, равная 0,58 км2; φ - коэффициент редукции, вычисляемый по формуле:

φ===0,37

Расчетная интенсивность дождя различной вероятности превышения определяется по формуле:

αрасч=αчас*K1=0,82*1,84=1,51,

где αчас - интенсивность ливня часовой продолжительности, выбираемая из таблицы Союздорпроекта для ливневого района, номер которого устанавливают по карте, равная 2,85 мм/мин; Kt - коэффициент, который осуществляет переход от ливня часовой продолжительности к расчетной интенсивности αрасч, выбираемый из таблицы, составленной на основе использования принципа предельных интенсивностей, заключающегося в теоретическом установлении наиболее опасной продолжительности ливня, равной времени добегания воды, выпавшей в начале ливня в наиболее удаленной (от сооружения) точке водосбора, до малого моста или трубы, и вероятности превышения паводка, равный 2%.

Расчеты результатов ливневого стока сводим в таблицу 2:

Таблица 2. Ведомость расчета ливневого стока

.7.2 Расчет расхода стока талых вод

Расчёт стока талых вод вычисляется по формуле:

где  - коэффициент дружности половодья в районе проектирования автомобильной дороги (Камчатская область), принимаем равным 0,01;  - расчётный слой стока весенних вод той же вероятности превышения, что и расчётный расход; n - показатель учитывающий климатическую зону для Дальнего востока и Восточной Сибири равный 0,17;  - коэффициент, учитывающий снижение максимальных расходов в залесённых бассейнах

где  - залесённость водосбора 100%;  - коэффициент, учитывающий снижение максимальных расходов в заболоченных бассейнах

где  - заболоченность водосбора 0%;

Слой стока  устанавливается на основе натуральных наблюдений. В связи с тем, что натуральные наблюдения за стоком талых вод с малых водосборов практически не производились, можно воспользоваться картой, где приведены значения лишь средних слоёв стока. Переход к слоям стока расчётной вероятности превышения осуществляем путём введения множителя , выбранного для соответствующего коэффициента вариации , определяемого по карте и равного 1,0. Коэффициент асимметрии  для равнинных водосборов принимается равным 2. Вероятность превышения для III технической категории для труб равна 2%. Окончательно  он равен 1,80.

Результаты расчёта стока талых вод заносим в таблицу 3:

Таблица 3. Ведомость расчета стока талых вод

2.7.3 Определение расчетного расхода стока

Из двух расходов - ливневого стока и стока талых вод - выбираем наибольший и принимаем его в качестве расчётного расхода для выполнения расчёта малых мостов и труб.

Таблица 4. Ведомость расчетного расхода стока

3. Проектирование и гидравлический расчет типовых водопропускных труб (круглых и прямоугольных)

.1 Гидравлический расчет отверстий труб

.1.1 Подбор отверстия типовых круглых труб

Подбор отверстий типовой круглой трубы покажем на примере водосборного бассейна на ПК 07+00,00.

Расчётный расход для сооружения Qр = 9,43м3/с.

Труб а должна работать в безнапорном режиме, т. е. Н £ 1,2d, т.к. максимально возможный диаметр типовых круглых труб составляет 2,0 м, то при обеспечении безнапорного режима подпор воды перед трубой не должен противоречить условию из:

;

Максимальное значение подпора, соответствующее безнапорному режиму, приведенное в таблице 3, (приложение), 1,55 м. Этому подпору соответствует расход QI= 9,5 м3/с.

Следовательно, необходимое количество отверстий в сооружении (очков) можно определить по формуле:

;

где n - количество отверстий в сооружении, что при округлении (всегда в большую сторону до целых чисел) соответствует 1 отверстию (очка).

Расчётный расход на 2 отверстия (очка) определяется по формуле