Определение площади водосбора. 3 страница

РУВВ

h_б/2 h_б

В

L_т = В + 2·(Н_м – h_кр) · m + 2 · a

где: m – заложение откосов конусов;

а – величина заделки пролётного строения в насыпь подхода.

Малый мост имеют пролётное строение длиной 6-9м.

Составляется схема моста с использованием типовых пролётов и вычисляется длина малого моста.

L = l_б · n + b_ш · (n - 1), где:

b_ш – ширина деформационного шва;

n – количество плит.

Полученная теоретическая длина моста не учитывает толщину пролётных опор, поэтому число пролётов n принимают таким, чтобы выполнялось условие:

L > L_т + (n – 1) · t_o.

15. Общие сведения о переходе через водотоки.

По типам искусственных сооружений переходы через водные препятствия делятся на:

1) Мостовые переходы (мост) - наиболее распространены;

2) Подпорные тоннели (под проливом Ламанш);

3) Паромные переправы (переправа через Керченский пролив);

4) Ледовые переправы (на северных реках РФ).

Мостовой переход состоит из элементов:

1) Мост, перекрывает русло и часть поймы;

2) Подходы к мосту (насыпи а.д. или Ж/Д);

3) Струенаправляющие дамбы СНД и траверсы;

4) Регулярные и берегозащитные сооружения.

СНД Мост Подход к мосту тоже,

Насыпь что и насыпь

подхода

Траверсы

Левая пойма Правая пойма

Граница Граница размыва

размыва

Рисунок – Схема мостового перехода через равнинную реку.

Для обеспечения движения по дороге в течение всего года мосты устраивают высоководными. Они должны обеспечивать пропуск мостом расчётного расхода в паводок.

На судоходных реках высота моста назначается исходя из судоходного габарита, зависящего от класса реки.

Если в населённых пунктах этот габарит невозможно обеспечить, то устраивают разводной мост, когда движение перекрывается.

Если в паводок подходы к мосту затапливаются, то такие мостовые переходы называют низководными. Их применяют на дорогах низкой категории, устраивая наплавные мосты (на понтонах).

Ледовые переправы устраивают на северных реках при достижении достаточной толщины льда.

16. Классификация рек.

Реки – большие водотоки, протекающие по относительно узким углублениям земной поверхности, называемым речной долиной.

По рельефу реки делятся на:

1) Равнинные;

2) Горные.

3 Русло 4 3

2 РУВВ 2

1 УМВ

Рисунок – Поперечное сечение долины реки

1 – склоны долины;

2 – почвенно-растительный слой;

3 – терассы;

4 – пойма;

5 – русло реки;

6 – аллювий;

7 – дно долины.

УМВ – уровень меженных вод;

РУВВ – уровень меженных вод.

На равнинных реках ширина речной долины может достигать до 10км.

В случае горных рек, ширина долины уменьшается, а глубина увеличивается.

1 Русло

РУВВ

2 УМВ

3

Рисунок – Русло Горных рек.

1 – склоны долины;

2 – почвенно-растительный слой;

3 – скала.

На равнинных реках вода выходит из берегов на поймы в паводок при РУВВ в беспаводочный период вода движется в русле при уровне меженных вод.

Паводок водного потока перемещается на насыпь, которая делится на донные и взвешенные. Донные наносы более крупные, перемещаются при данных слоях водного потока и образуют подвижное русло. Меньшие частицы (взвешенные) выносятся к устью реки. Их часть осаждается на поймах. Потоком данные наносы перемещаются к устью реки. На участках устья наносы аккумулируются, образуя дельту реки.

Горные реки в следствие большой скорости потока и большого продольного уклона переносят более крупные наносы. При выходе в предгорье продольный уклон и скорость уменьшаются, крупные наносы остаются неподвижными.

Дно русла поднимается и поток уходит в сторону, блуждая между скоплением наноса, следовательно горные реки при выходе их в предгорье называются блуждающими.

2 2

1 РУВВ

УМВ 3

Рисунок - Поперечный профиль долины блуждающей предгорной реки

исунок

1 – склоны долины;

2 – почвенно-растительный слой;

3 – скала;

4 – аллювий (гравий, булыжники).

Реки РБ протекают в зоне транито-наносов и являются равнинными.

Равнинные реки делятся на:

1) Меандрирующие (Нёман, Припять);

2) Немеандрирующие (Западная Двина).

Меандрирующие реки протекают в речных долинах с малым продольным уклоном и перемещают малое количество наносов, так как скорость течения мала.

2 1

3 1

1 – граница поймы;

2 – излучины русла;

3 – старицы.

На свободно меандрированной реке разные излучины проходят свой цикл развития.

С D

А В

Рисунок – Схема меандрирования русла

В начальный период излучены имеют форму, близкую к синусоиде, однако постепенно форма меняется. Излучены смещены по направлениям стрелок. В следствие разворота точек АВСД происходит снижение излучин и в паводок перемещения между ними может быть разрушен, образовывается новое русло, а излучина остаётся в пойме в виде страницы. Этот процесс возможен при грунтах, которые легко размываются.

Немеандрирующие реки прямолинейны или слабоизвилисты в многоводный паводок и протекают в устойчивых берегах русла.

2

3 1

1

1 – побочни;

2 – плесовая лощина;

3 – перекат.

В русле реки могут быть участки со значительным скоплением наносов – побочни. Напротив побочней располагается плесовая лощина (глубокие места). Между ними участок русла с малыми глубинами воды (перекат). С течением времени плесы, побочни и перекаты смещаются вниз по течению, следовательно максимальная высота в реке может изменяться.

По типам питания реки делятся на реки с:

1) Паводками от талых вод;

2) Реки с дождевыми паводками;

3) Реки с паводками от таяния ледников (в средней Азии);

4) Реки со смешенным питанием.

В РБ паводок на реках бывает весной от таяния снега.

17. Режим равнинной реки в зоне мостового перехода.

Основными характеристиками реки являются:

1. Расход воды, проходящий через поперечное сечение;

2. Уровень и глубины воды;

3. Скорость движения воды;

4. Продольный уклон водной поверхности.

Названные характеристики при прохождении расчётного расхода и отсутствии мостового перехода называется бытовыми, а при наличии бытового перехода подмостовые.

В связи с тем, что стоимость 1погонного метра насыпи подхода значительно меньше, чем 1 погонного метра моста, то на равнинных реках частично или полностью перекрываются подходами, уменьшается живое сечение водного потока под мостом. Вследствие этого водная поверхность имеет зону подпора выше моста, зону сжатия с вогнутой поверхностью в виде воронки перед мостом и зону растекания выпуклой фирмы после моста.

Верховая часть 2 1

V_б 4 4 Низовая часть

I_б

Зона подпора Зона сжатия Зона растекания

1 – граница РУВВ;

2 – мостовой переход;

3 – граница действия потока;

4 – водная поверхность горизонтали.

В зоне подпора уклоны водной поверхности и скорости течения воды меньше бытовых, возможны размывы дна русла и пойм под мостом. В зоне растекания происходит уменьшение скорости и продольного уклона водной поверхности вдоль насыпей и подходов с верховой стороны направлены к мосту, а с низовой стороны от моста к границе розлива воды при РУВВ.

Зона подпора Зона сжатия Зона растекания

2 3 4

h_рм

1 Наносы h_рм Размывы

1 – дно реки в бытовых условиях;

2 – водная поверхность в бытовых условиях;

3 – дно реки в подмостовых условиях;

4 – поверхность воды в подмостовых условиях.

Под мостом глубина водного потока в русле h_русла h_рм > h_б в следствие размыва русла.

18. Общие размывы под мостом на пойме.

Общие размывы происходят в следствие водного потока подходами к мосту. Условие начало размыва и его прекращение на пойме и в русле различные.

Общие размывы пойм.

По экономическим соображениям поймы частично перекрывают насыпями подхода.

После перекрытия части поймы через не пересыпанную часть будет проходить расход Q_пм.

Q_пм = ƃ_п · Q_пб, где:

Q_пб – расход, который проходит через не пересыпанную часть поймы в бытовых условиях (до постройки моста).

ƃ_п – коэффициент возрастания расхода на пойм после постройки моста.

РУВВ

В бытовых условиях частицы грунта неподвижны, так как скорость течения воды меньше не размываемой для грунта пойм.

V_пб < V_нер, так как Q_пм > Q_пб => V_пм > V_пб

V_пн = ƃ_п · V_пб

Если эта скорость превысит не размывающую для грунта поймы, то начинается размыв поймы.

V_пм = ƃ_п · V_пб = V_нер

По мере размыва глубина и площадь живого сечения водного потока увеличиваются, а скорость течения воды уменьшается.

Условие прекращения воды на пойме:

V_рм – V_нер

Определяем глубину на пойме, при которой прекращается размыв поймы.

Элементарный размыв воды на пойме и под мостом равен:

Q_пм = V_пм · V_пб

Коэффициент стеснения потока на пойме.

ƃ_п = V_пм / V_пб = [V_пм · h_пм]/[V_пб · h_пб] = [V_нер · h_пм]/[V_пб · h_пб]

h_пм = ƃ_п · [V_пб · h_пб]/ V_нер.

19. Общие размывы под мостом в русле.

В русле частицы данных наносов в бытовых условиях в паводок на реке вне зоны мостового перехода перемещаются по дну.

V_рб = V_нер

Имеет место баланс наносов.

Объём приносимых наносов, равен объёму уносимых наносов.

В зоне мостового переходе скорость водного потока равна:

V_рм = ƃ_р · V_рб > V_нер.

В связи с этим увеличиваются транспортировочная способность транспортного потока и нарушается баланс наносов. Из зоны сужения потоком уносится объём наносов ƃ_м, а поступает с верху G_б.

Условие начала размыва русла:

G_м > G_б.

Подвижный слой наносов защищает дно русла от размыва. Если слой наносов исчезает, то происходит размыв дна русла, увеличивается глубина водного потока и площади живого сечения.

W_рм > W_рб

Скорость движения воды уменьшается транспортирующая способность потока уменьшается.

При некоторой скорости под мостом баланс наносов прекращается.

Глубина в русле под мостом определяется по формуле:

Q = V · W РУВВ

Q_б = V_рб · В_рб · h_рб

h_рб Q_рм = V_рм · В_рм · h_рм

h_рм=h_рб ·(Q_рм/Q_рб)^8/9·(В_рб/ В_рб)^2/3

В_рб

При выводе этой формулы предполагали, что паводок длится в течение времени, достаточном для размыва русла на глубину, при которой восстанавливается баланс наносов. Полученная глубина является максимально возможной и называется нижней границей размыва. Она соответствует случаю, когда паводок проходит через несколько десятков лет после постройки моста и дно размывается паводком.

Если расчётный паводок происходит сразу после постройки моста, то глубина после размыва будет меньше и называется верхней границей размыва.

Величина расхождения между нижней и верхней границами размыва зависит от формы гидрографа паводка и от крупности наносов.

Если расхождение небольшое, то расчёт глубины опор ведут по нижней границе размыва.

20. Определение бытовых характеристик водотока (расчетного расхода, средней глубины воды).

Дата добавления: 2015-09-05