Определение площади водосбора. 1 страница

Площадь водосбора проще всего определяется по топографической карте, ограничивая его линией водораздела и трассами а.д.

В С

180 А D а.д.

а.д.

Получена площадь водосбора ограничивается линией АВ, ВС, СD и DA разбивается на элементарные фигуры. Определяется площадью отдельных фигур и общая площадь F = ∑F_i.

При отсутствии топографических карт, а так же при F<0.5м², контуры водосбора определяются съёмками на местности:

1) Обходом по водоразделу с проложением теодолитного хода;

2) Обходом по водоразделу с использованием GPS.

3) Ходами по главному и боковому логу.

1) Обход по водоразделу с проложением теодолитного хода применяется, при отсутствии препятствий видимости последующих точек с предыдущей. При этом способе прокладывается теодолитный ход АВСD, измеряются углы £А, £В, £С, £D и расстояний l_АВ, l_ВС, l_CD.

В С

£В £С

£А £D

А D

И наносят на план положение водораздельных точек А и D и В; С – на местности.

2) Обход с использованием GPS. На водораздельных точках и по логу определяют глобальные координаты XYZ измеряемых точек.

Площадь водосбора, длинна лога и его отметки определяется по программным продуктам.

3) Ход по главному логу и ходы по боковым логам прокладывают в закрытой местности (в лесу)для получений контура водосбора.

В Боковой лог

3 С Боковой лог

2 М

Глав. лог

А D

А D

Начинаем ход от точки расположения трассы по трассе идём вверх по логу (от точки 1, до точки2) измеряем длину шагами и направляем по компасу.

В точке 2 и 3 главный лог разделяется. Закрепляется положение этих точек и продолжаем ход по боковым логам до водораздельных точек В, С, М.

Ходы наносят на план по румбам и расстояниям.

Средний уклон главного лога:

I_o = [(H_в - Н_ч)/L] · 1000%_o, где:

H_в – отметка водораздельной точки по главному логу (определяется по карте, с помощью GPS или нивелиром).

Н_ч – чёрная отметка продольного профиля на пересечении водотока;

L – длина главного лога;

Уклон лога у сооружения:

I_c – [Н₂₀₀ – Н₁₀₀]/300, где:

Н₂₀₀, Н₁₀₀ – отметки лога на расстоянии 200м вверх и 100м в низ от трассы.

Тип грунта водосбора определяется при геологическом обследовании.

Бытовая глубина – максимальная глубина воды в сечении расположенном ниже водопропускного сооружения при прохождении сбросного расхода.

Бытовая глубина определяется графически по зависимости расхода, проходящего через нестеснённое живое сечение от максимальной глубины воды.

Для построения графика Q = f(H), задаёмся несколькими уровнями воды на пересечении уровня водотока и вычисляют глубины воды на вертикали (Н_i), скорость движения воды на вертикали (V_i) и элементарный расход на вертикали (q_i).

V_i = m · h_i^2/3 · i_c^1/2, где:

m – характеристика шероховатости водотока;

q_i = V_i · w_i = V_i · h_i · 1м = V_i · h_i.

Элементарный расход – расход, проходящий через элементарное сечение или 1м.

Площадь эпюры элементарного расхода равна расходу воды при заданном уровне.

По графику в зависимости от сбросного расхода определяют бытовую глубину.

Бытовая глубина – максимальная глубина воды в сечении расположенном ниже водопропускного сооружения при прохождении сбросного расхода.

Бытовая глубина определяется графически по зависимости расхода, проходящего через нестеснённое живое сечение от максимальной глубины воды.

Для построения графика Q = f(H), задаёмся несколькими уровнями воды на пересечении уровня водотока и вычисляют глубины воды на вертикали (Н_i), скорость движения воды на вертикали (V_i) и элементарный расход на вертикали (q_i).

V_i = m · h_i^2/3 · i_c^1/2, где:

m – характеристика шероховатости водотока;

q_i = V_i · w_i = V_i · h_i · 1м = V_i · h_i.

Элементарный расход – расход, проходящий через элементарное сечение или 1м.

Площадь эпюры элементарного расхода равна расходу воды при заданном уровне.

По графику в зависимости от сбросного расхода определяют бытовую глубину.

5. Определение бытовой глубины водотока.

Бытовая глубина – максимальная глубина воды в сечении расположенном ниже водопропускного сооружения при прохождении сбросного расхода.

Бытовая глубина определяется графически по зависимости расхода, проходящего через нестеснённое живое сечение от максимальной глубины воды.

Для построения графика Q = f(H), задаёмся несколькими уровнями воды на пересечении уровня водотока и вычисляют глубины воды на вертикали (Н_i), скорость движения воды на вертикали (V_i) и элементарный расход на вертикали (q_i).

V_i = m · h_i^2/3 · i_c^1/2, где:

m – характеристика шероховатости водотока;

q_i = V_i · w_i = V_i · h_i · 1м = V_i · h_i.

Элементарный расход – расход, проходящий через элементарное сечение или 1м.

Площадь эпюры элементарного расхода равна расходу воды при заданном уровне.

По графику в зависимости от сбросного расхода определяют бытовую глубину.

6. Определение длины трубы (m = 1,5).

Рисунок - Схема к определению длины трубы при заложении откоса m=1,5: а) теоретической; б) фактической: 1 – звено трубы; 2 – противофильтрационный экран.

Теоретическая длина трубы с откосом насыпи 1:1,5 вычисляется по формуле:

,

где – ширина дорожного полотна, зависит от категории дороги;

h_он – высота откоса насыпи, определятся по формуле:

h_он = h_p – i_n· ([В/2]+С) – i_o · (а – с)

Фактическая длина трубы определяется по формуле:

,

l_p – длина раструба.

L_фак > L_тер, но не более чем на 2,5м (если больше, то это звено лишнее).

l = L_фак - L_тер

Если L_фак > L_тер, то отодвигаем противофильтрационный экран от оси дороги на величину l.

Если l >1м, то отодвигаем на входе и на выходе на величину l/2.

Если l < 1м, то отодвигаем с одной стороны.

Длина верховой и низовой части трубы определяется по формулам:

L₁ = [0.5 · L_фак + l]/(1+ m ·i)

L₁ – верховая часть трубы;

L₂ = [0.5 · L_фак + l]/(1+ m ·i)

L₂ – низовая часть трубы.

7. Определение длины трубы (m > 1,5).

Предельная крутизна укрепленного откоса m_о=1,5 (1,35). Поэтому для уменьшения длины трубы перемещаем ее начало и конец от подошвы насыпи к оси дороги, принимая откос насыпи у трубы с заложением 1: m_о.

Рисунок - Схема к определению длины трубы при m>1,5 и h_он.

Высота укрепления откоса насыпи у трубы на выходе равна:

h_y2 = d+t+0.25

Если глубина воды перед трубой Н < (d + t), следовательно Н_укр на входе считается по той же формуле.

Если Н > (d+t), следовательно Н_укр = Н+0,25.

;

, где:

где В_дп – ширина дорожного полотна, зависит от категории дорог;

h_он1, h_он2 – высота откоса насыпи на входе трубы и на выходе;

h_y1, h_y2– высота укрепления откоса на входе и на выходе;

m, m_o – заложение откоса насыпи и укрепления у трубы.

;

Повторно вычисляем теоретическую глубину на входе и на выходе:

;

Фактическая длина:

.

При подборе числа звеньев возможны 2 варианта отличаются по длине на 2,5м (1 звено).

Первый вариант:

Назначаем длину трубы меньше теоретической.

А^»₂ А^»₁

1:m 1:m

А₂ h₂ h₁ А₁ h_он1

h_y2 1:1,5 1:1,5 h_y1

l₂ L_т2 L_т1 l₂

Это возможно, если выполняется условие:

h_он1 + h_он2 > h_y1 + h_y2 + [(L_теор – L_факт)/(m - m_o)]

Если условие выполняется, то рассматриваем смещение начала и конца точки на одинаковую величину.

l₁ = l₂ = 0,5 · (L_т - L_ф);

l = h · m = h · m_o;

h = l · (m - m_o);

h₁ = l₁/(m – m_o) = h₂

Проверяем достаточность высоты откосов насыпи для размещения точки А^».

;

.

Если одно из условия не выполняется, то смещаем точку пересечения откосов А^» на любую высоту.

h₁ = h_он1 – h_у1;

l₁ = h₁· (m – m_o);

l₂ = (L_т – L_ф) - l₁;

h₂ = l₂/(m - m_o).

L₁ = L_т1 - l₁;

L₂ = L_т2 – l₂.

При выполнении условий вычисляем L₁ и L₂.

L₁ = L_т1 – (L_теор – L_фак)/2;

L₂ = L_т2 – (L_теор – L_фак)/2.

L = L₁ + L_2.

Второй вариант:

Принимаем L_факт > L_теор.

А^»₂ А^»₁

1:m 1:m

А₂ h₂ h₁ А₁ h_он1

h_y2 1:1,5 1:1,5 h_y1

1:m₁ 1:m₂

l L_т2 L_т1 l

L_т

l₂ = 0,5 · (L_ф – L_т);

L₁ = L_т1 + l;

L₂ = L_т2 + l;

L = L₁ + L₂.

m_o1 = m_o + (l/h_y1);

m_o2 = m_o + (l/h_y2).

8. Определение отметок лотка трубы.

Н₂ f Н₁

H_o H_ч

L₂ L₁

Отметки лотка трубы по оси дороги на входе и на выходе назначают с учётом отметок местности, условий проектирования продольного профиля, продольного уклона трубы, длины трубы и её строительного подъёма.

Строительный продольный уклон трубы равен поперечному уклону местности, т.е. уклоны сооружения.

I_кр < I < 20%_o

H_o = H_ч + f

Н₁ = (H_о – f) + L₁ · i;

Н₂ = (H_о – f) - L₂ · i.

H_ч – отметка чёрного профиля дороги на пересечении водотока;

f – строительный подъём середины трубы, учитывающий большую осадку середины трубы под действием нагрузки от насыпи.

f = (1/80) · h_н – песчаный грунт;

f = (1/40) · h_н – глинистый грунт.

После расчёта отметок лотка следует проверить отсутствие застоев воды у входа до осадки середины трубы.

Н₁ > Н_о

Если Н₁ < Н_о, следует увеличить продольный уклон.

9. Типы укрепления русел и откосов у труб.

По типовому проекту «укрепление водопропускных сооружений на а.д.». Рекомендуемое укрепление русел у труб:

- монолитным бетоном В25;

- сборными плитами;

- каменной наброской.

Укрепление откосов может выполняться:

· Монолитным бетоном;

· Плитами ПК50.8.е или ПК100.12.е;

· Нетканым геотекстильным полотном с семенами трав (НГсСТ).

По СТБ могут применяться плиты К40-7.е-М.

· Монолитный бетон В25 укладывают на слой щебня толщиной 10см. Толщина слоя из монолитного бетона при укреплении русла на выходе 12см, при укреплении русла на входе и откосах 8см.

Для предотвращения образования температурных трещин укрепления делят на отдельные карты, с помощью укладки до бетонирования на поверхности щебёночного основания антисептированных досок. Длина стороны карты 3м.

· Сборные плиты ПК 100,12,1 имеют размер сторон 100х100см, толщину 12см и требования по морозостойкости F200 и влагонасыщенности W_в. Эти плиты укладываются на слой строительного раствора равный, 2 см и на щебёночное основании толщиной 10см.

На откосах могут быть плиты ПК50.8.е. Они имеют форму квадрата со срезанными углами и арматурными выпусками в углах плит. Укладываются данные плиты по слою строительного раствора равному 2см и слою щебня, равному 10см.

На поверхности щебеночного основания разбивают прямоугольные карты от 1, до 3м. путём укладки антисептических досок.

Сборные плиты К40.7.е – М имеют размеры 40см. Они укладываются на тоже основание. На откосах могут быть геотекстильное полотно с семенами трав. Применяется у водопропускных труб, расположенных в суходолах и работают в безнапорном режиме. Только в случае укрепления русла плитами ПК100.12.е.

· НГсСТ укладывают полосами с верху в низ. С нахлестом 10-15см по слою растительного грунта толщиной 10см. По линии нахлестка выполняют крепления анкерными скобами и по контуру крепят деревянными кольями.

НГсСТ укладывают в канавку глубиной 20-30см, закрепляют колышками и заполняют грунтом. Сверху НГсСТ засыпают растительным грунтом толщиной 3см. В русле го заводят под плиты.

Дата добавления: 2015-09-05