Пояснительная записка. Основной смысл расчётов при проектировании мостового перехода состоит в том

Основной смысл расчётов при проектировании мостового перехода состоит в том, чтобы определить оптимальное отверстие моста, учитывая то, что часть природной площади будет засыпана насыпями, произойдёт перераспределение воды на этой площади, и, соответственно, перераспределение скоростей течения воды.

Расчёт отверстия мостового перехода начинается с определения отметок уровней высокой воды (УВВ) по данным наблюдения за 21 год. К отметке нуля графика водомерного поста прибавляется превышение, наблюдаемое каждый год. В нашем случае отметка высокого исторического уровня (ВИУ) 127,60 м наблюдалась в 1950 году. Отметка нуля графика водомерного поста равна 121,00 м.

Далее проводится расчёт зеркала воды и площади живого сечения для каждого из участков реки (левой поймы, русла и правой поймы) при каждом УВВ, определённом ранее.

После определения ширины зеркала воды (В) и площадей живого сечения (W) для каждого из 21 наблюдений считаются паводковые расходы. Для этого необходимо вычислить среднюю глубину (Н_ср) в левой пойме, русле и правой пойме по формуле:

H ср = W / B

Затем определить средние скорости потока (Vср) в каждом из участков реки:

V ср = m H ср^2/3 i^1/2

Где m – коэффициент шероховатости, назначаемый для левой поймы, русла и правой поймы в зависимости от ландшафтных характеристик, Нср – средняя глубина, i – продольный уклон реки. Зная среднюю скорость потока и площадь живого сечения, можно найти расход воды (Q), проходящий через это сечение:

Q = Vср W.

Определив суммарный расход для каждого из годов регулярных наблюдений, определяется расход однопроцентной вероятности превышения (Q1%). Для этого необходимо рассчитать промежуточные параметры: модульный коэффициент (Ki), коэффициент вариации (Сv), коэффициент асимметрии (Сs) и коэффициент Ф:

Ki = Qi / Qсред,

,

где n – число лет регулярных наблюдений,

,

где Kmin – минимальный модульный коэффициент из n ряда наблюдений. Коэффициент Ф подбирается по таблицам в зависимости от определённого коэффициента асимметрии.

Расход однопроцентной вероятности рассчитывается по формуле (м³/с):

Расход однопроцентной вероятности существенно уточняется с помощью данных о высоком историческом уровне (ВИУ). Регулярный ряд наблюдений искусственно удлиняется и определяется порядковый номер N, которому соответствует значение ВИУ по формуле Чегодаева:

,

где Т₁ – год максимального расхода из регулярного ряда наблюдений, Т_виу – год наблюдения ВИУ. Затем определяются параметры среднего расхода (Q’_сред), модульного коэффициента для расхода в год наблюдения ВИУ (К’_N), модульного коэффициента для каждого из годов регулярного ряда наблюдений с учётом ВИУ (К’_i), коэффициента вариации (С’_v), коэффициента асимметрии(С’_s), коэффициента Ф:

,

где n – номер наивысшего расхода в непрерывной части ряда наблюдений.

После определения всех параметров считается уточненный расход однопроцентной вероятности:

.

В нашем случае:

По формуле Чегодаева
N=

Далее подбирается отметка уровня высокой воды (РУВВ_1%), соответствующая этому расходу; определяется ширина зеркала воды, площади живого сечения, средние глубины, средние скорости течения воды и расходы для левой поймы, русла и правой поймы так, чтобы сумма этих расходов при подбираемой отметке отличалась не более, чем на 5%, от рассчитанной величины:

Для дальнейшего расчёта задается произвольное отверстие моста – часть площади засыпается насыпями, выбирается максимальный коэффициент общего размыва, и определяются площади живого сечения, ширина зеркала вод и средняя глубина на каждом из участков при определённом ранее РУВВ_1% с учётом того, что после засыпки площади живого сечения насыпями, произошел размыв.

Части этого размыва приходящиеся на каждый из участков, определяются по формулам:

где W_i - соответствующие площади сечения после засыпки её насыпями и размыва,

С_i – соответствующие коэффициенты Шези, Н_i – средние глубины на каждом из участков. Коэффициенты Шези находятся по формуле:

где n = 1 / m – коэффициент шероховатости, R = Н_ср, а показатель степени определяется по формуле Железнякова:

Затем находятся перераспределённые расходы для левой поймы, русла и правой поймы и вычисляются средние скорости течения в них:

, ,

Если значения этих скоростей при Q’_1%больше скоростей размыва для грунтов, находящихся под первым слоем (так как его размыло), то необходимо увеличивать ширину отверстия моста до тех пор, пока скорость течения не станет меньше размывающей скорости для грунта.

Дата добавления: 2015-11-28