Введение. Содержание

Содержание

Введение

1. Определение расходов воды по морфометрическим элементам

реки и построение графика зависимости Q=f(H) и V_p=f(H)

1.1 Определение максимального H_max, минимального H_min и

промежуточных горизонтов высоких вод над «нулем графика»

1.2 Определение общего расхода воды Q и скорости течения

потока в главном русле V_р

2. Определение расчетного расхода воды заданной вероятности превышения Q_p. Определение расчетного горизонта высоких

вод Н_ргвв

3. Расчет отверстия моста

3.1 Определение средней глубины воды после общего размыва h_ср

3.2 Определение площади живого сечения после общего размыва ω_п.р

3.3 Определение коэффициента общего размыва К_о для принятых

отверстий моста L _i

3.4 Построение графика зависимости коэффициента размыва от отверстия моста по значениям L_i и K_o.

3.5 Установление минимального отверстия моста L_min. по

допустимому значению коэффициента общего размыва

по графику связи К _о = f (L_i

4. Определение расчетного судоходного горизонта Н_рсг

5. Расчет глубины заложения фундаментов опор

5.1 Расчет общего размыва

5.2 Расчет местного размыва

6. Определение контрольных отметок продольного профиля

на участке мостового перехода

6.1 Назначение отметки низа пролетного строения

6.2 Определение отметки оси проезжей части мостового перехода

6.3 Определение отметки бровки начала и конца моста

6.4 Определение отметки бровки подходной дамбы

7. Проектирование регуляционных сооружений

8. Назначение типа укрепления регуляционных сооружений

9. Проектирование подходов к мосту

Приложение

Введение

При строительстве дорог через реки каналы, овраги, горные ущелья и перевалы для сохранения непрерывности пути, бесперебойного и безопасного движения возводят мосты, виадуки, акведуки, тоннели, водопропускные трубы и другие искусственные сооружения.

Переходы через водотоки классифицируют по типам искусственных сооружений: мост, тоннель, паром. Мост – сооружение, проводящее дорогу над водным препятствием; тоннель – сооружение, проводящее дорогу под водным препятствием; паром - подвижное устройство, перевозящее автомобили и вагоны по водному препятствию. Наибольшее распространение получили мостовые переходы. Главным элементам их является сам мост. Мосты по длине делятся на малые до 25 м; средние 25-100 м и большие - более 100 м. Основными элементами мостового перехода через реку являются мост, подходные насыпи, струенаправляющие дамбы и траверсы.

Мостовой переход является составной частью дороги, поэтому при его проектировании необходимо, прежде всего, учитывать основное требование - наилучшее обслуживание перевозок по дороге. Выбор места перехода реки должен быть подчинен этому требованию. Однако мостовой переход представляет собой комплекс сложных и дорогостоящих сооружений, затраты на постройку которых существенно зависят от места расположения перехода на реке. В связи с этим нередко оказывается необходимым, проводя дорогу через наиболее целесообразное место пересечения реки, отклонять трассу от наикратчайшего ее направления. Потери на перевозках, неизбежные в этих случаях, компенсируются экономией в строительстве и содержании мостового перехода.

Наилучшее место перехода практически всегда выбирают на основе вариантного проектирования. Чтобы сравнить варианты перехода и обоснованно выбрать наилучший из них, надо правильно назначить общие и генеральные размеры сооружений перехода и оценить объемы строительных работ по всем вариантам. Необходимые генеральные размеры сооружений определяются условиями работы мостового перехода, различными для разных вариантов.

При выборе наилучшего места перехода необходимо учитывать весь комплекс характеристик того или иного участка реки, влияющих на стоимость строительства и эксплуатацию сооружений. Сооружения мостового перехода должны быть запроектированы и построены таким образом, чтобы оставаться устойчивыми и выполнять свои функции при любых условиях, которые могут возникнуть за длительный срок их службы. Иначе говоря, сооружения перехода должны прочно противостоять действию текущей воды и русловым деформациям, предвычисленным в прогнозах.

Сооружения мостовых переходов взаимодействуют с водным потоком и подвергаются опасности затопления, подмыва и размыва текущей водой, а также повреждения ледоходом. Степень опасности повреждения сооружений при прочих равных условиях определяется высотой половодья, которая меняется из года в год. Мостовые переходы должны выполнять свои функции в течение долгого срока службы (обычно более столетия). За это время на реке могут появится не только малые, но и большие половодья, в том числе превышающие те, которые были зафиксированы на данном водотоке. Мостовые переходы на дорогах I-III технической категории проектируют на максимальные расходы воды 1% вероятности превышения и на дорогах IV-V технической категории 2% вероятности превышения.

При выборе лучшего решения необходимо учитывать ряд требований:

- трасса мостового перехода должна быть расположена возможно ближе к общему направлению строящейся дороги;

- по инженерно-геологическим и топографическим условиям участок реки в месте перехода должен быть достаточно устойчивым;

- пересекать реку желательно в самом узком месте, чтобы длина насыпей подходов и размеры струенаправляющих дамб были наименьшими;

- ось моста рекомендуется располагать перпендикулярно к направлению руслового и пойменного потоков.

Размеры мостового перехода, его местоположение и тип конструкций назначаются на основе детальных гидрологических, гидравлических и русловых расчетов. Значительный объем проектно-изыскательских работ выполняют при устройстве мостовых переходов на средних и больших реках, когда приходиться строить помимо моста еще ряд других элементов мостового перехода: земляные насыпи подходов, эстакады в пределах затопляемой поймы реки, возводить берегоукрепительные и регуляционные сооружения, укреплять откосы насыпей и дамб и т.п.

Постройка мостового перехода с отсыпкой земляного полотна в значительной степени меняет режим водотока, т.к. создается искусственная преграда, мешающая бытовому стеканию воды по поверхности земли

При назначении отверстия моста определяют его размеры и уточняют его местоположение по длине перехода, а также выявляют возможное изменение режима водотока из-за его стеснения постройкой мостового перехода. При проектировании регуляционных сооружений необходимо учитывать возможные природные деформации русла, которые наблюдаются на водотоках в бытовых условиях.

Глубина заложения фундаментов опор определяется с учетом общего и местного размывов.

1. Определение расходов воды по морфометрическим элементам реки и построение графика зависимости Q=f(H) и V_р=f (Н).

При проектировании мостовых переходов возникает необходимость выполнения комплекса сложных и трудоемких гидрологических, морфометрических, гидравлических и русловых расчетов. Гидрологические расчеты – это определение расходов воды и соответствующих им уровней расчетной вероятности превышения. Морфометрические расчеты – это определение скоростей течения и расходов с использованием уравнения равномерного течения по известным морфологическим и геометрическим характеристикам сечения речной долины. Морфометрический расчет необходим, прежде всего, для оценки распределения расчетного расхода между элементами живого сечения долины (руслом и поймами).

Расчет всех сооружений, входящих в состав мостового перехода, должен быть основан на прогнозе их надежности в течение длительного периода эксплуатации. Надежность сооружения характеризуется способностью противостоять наиболее разрушительным половодьям и паводкам.

Главными показателями, используемыми при назначении размеров мостового перехода, являются значения максимальных расходов и горизонтов (уровней) высоких вод за многолетний период. На реках обычно действуют гидрологические посты, на которых круглый год постоянно ведутся наблюдения за уровнем, скоростью и расходом воды. Данные наблюдений за прошедшие годы публикуются в гидрологических ежегодниках. Период наблюдений может составлять несколько десятков лет.

Прогноз максимальных расходов реки заданной вероятности превышения при наличии наблюдений за режимом водного потока выполняют на основе обработки статистических данных в виде ряда ежегодных максимальных расходов за период, предшествующий постройке мостового перехода. При наличии много летнего ряда натурных наблюдений могут быть установлены некоторые закономерности в колебаниях расходов, составляющих ряд. Прогноз базируется на следующих представлениях об изменчивости характеристик речного стока:

- годовой цикл стока закономерен, отображает смену времен года и тип питания реки;

- ежегодные колебания фазово-однородных характеристик стока, например, максимальных расходов или объема стока весенних половодий, подчинены закону больших чисел, т.е. средние значения этих характеристик устойчивы независимо от продолжительности наблюдений;

- закономерности колебаний стока свободных рек относительно устойчивы в периоды, продолжительность которых равна нескольким столетиям (т.е. превышает срок службы сооружений мостовых переходов), т.к. за это время не может произойти существенных изменений в климате и почвенном покрове бассейна реки. Поэтому закономерности колебаний стока, установленные по данным за предшествующий период, могут считаться действующими и для последующего периода;

- значения характеристик стока являются случайными для каждого данного года и поэтому не могут быть прогнозированы по срокам появления. Возможен только вероятностный прогноз характеристик стока, в частности максимальных расходов половодий. При этом как бы не была мала вероятность образования большого половодья, оно может пройти в ближайшие годы после постройки моста, как и другие значительно меньшие половодья.

Вероятность превышения расчетного расхода принимается в соответствии со СНиП РК 3.03.09-2003. По продольному профилю участка мостового перехода определяются морфометрические элементы реки (русловая часть и пойменные участки). С изменением горизонта высоких вод (ГВВ) изменяются параметры морфометрических элементов, а следовательно, скорости (V_i) и расход (Q_i) воды. Результаты расчетов V_i и Q_i при различных ГВВ оформляются в табличной форме. По ним строится график зависимости Q₀=f(H), V_p=f(H) (рис.8.2.)

где Q₀ - общий расход (русло, поймы), м³/с,

V_p- скорость в русле, м/с

По данным таблицы 1 (задание на КП) на миллиметровой бумаге вычерчивается продольный профиль земли по оси мостового перехода в масштабах: горизонтальный М 1:5000, вертикальный М 1:500. Сетка продольного профиля вычерчивается согласно ГОСТ 21.511-83. На продольном профиле выделяют главные участки морфоствора: русла, правой и левой пойм.

Рис 1.1 Разрез речной долины

1- поймы, 2- русло

1.1 Определение максимального H_max, минимального H_min и

промежуточных горизонтов высоких вод над «нулем графика».

Максимальный и минимальный горизонты высоких вод H_min и H_max определяют в зависимости от отметки «нуля графика» Н₀, максимального и минимального уровней воды (h_max, h_min), которые задаются в задании (табл. 2 и 3).

м (1.1)

м (1.2)

Промежуточные горизонты высоких вод (Hi) назначают для удобства расчетов с интервалом , равным 1 м.

Таким образом, H₂=Н_min+1м; Н₃=Н₂+1м; и т.д.

Значения H_max, H_min и промежуточных горизонтов (Hi) наносят на продольный профиль земли по оси мостового перехода, как показано на рисунке 1.2

Рис. 1.2 Схема к нанесению горизонтов высоких вод на продольный профиль по оси мостового перехода

=47,5 м

= 600 см

= 310см

= 47,5 + 6+ 1 = 54,5 м

= 47,5 + 3,10 = 50,6 м

м

= 35,5 - 31,1 = 4,4 м

Если H_max обозначить за H₁, то промежуточные значения горизонтов высоких вод H₂, H₃,будут равны:

H₂ = 54,5 – 1 = 53,5 м;

H₃ = 53,5 –1 = 52,5 м;

H₄ =52,5 – 1 = 51,5 м;

H₅ = 51,5 – 1 = 50,5 м;

H₆ = 50,5 – 1 =49,5 м;

H₇ = 49,5 –1 =48,5 м;

H₈ =48,5 – 1 = 47,5 м;

H₉ = 47,5 – 1 = 46,5 м;

H₁₀ =46,5 – 1 = 45,5 м;

H₁₁ = 45,5 –1 = 44,5 м;

---

Дата добавления: 2015-08-21