Б. Определение параметров волн и высоты наката для назначения отметки бровки насыпи

Исходя из топографии района подтопления и азимута оси насыпи a = 187° установлено, что наибольшие длины разгонов волн, подходящих практически фронтально к оси насыпи со стороны р. Волги (западное направление) и со стороныее поймы (восточное направление), составляют соответственно 3200 м и 1200 м.

По этим направлениям прогнозируемые скорости ветра практически будут наибольшими (см. таблицу П.3), т.е. направления являются волноопасными и для них определяются расчетные параметры волн.

В случаях сложной конфигурации береговой линии волноопасное направление определяется по результатам расчета высоты волны с использованием спектрального метода, а при отклонении главного луча волны от нормали к оси насыпи более 20°, должна учитываться рефракция волны в соответствии с пп. 14 - 17 приложения 1 СНиП 2.06.04-82*

Бровка насыпи назначается исходя из уровня на пике паводка повторяемостью 1 раз в 300 лет (обеспеченность 0,33 %) и высота наката на этот откос при шторме повторяемостью 1 раз в 2 года (обеспеченность 50 %).

Для одной из характерных точек трассы железной дороги (а их на проектируемом участке может быть несколько) по волноопасному направлению «запад» на луче протяженностью L = 3200 м средняя глубина воды на акватории определена с плана с горизонталями в масштабе 1:25000, значением d _ср = 3,45 м, а по волноопасному направлению «восток» на луче протяженностью L = 1200 - d _ср = 2,30 м.

При сложном рельефе дна на акватории должно учитываться изменение глубины воды по лучу волны (п. 3.5 ВСН 206-87), или в итоге расчетная высота волны, как правило, будет меньше.

При расчетном ветре западного направления V _50% = 15 м/с и восточного V _50% = 15 м/с определяются относительные характеристики разгона волны и средней глубины воды . По ним с графика рисунка 1, приложение 1, СНиП 2.06.04-82* снимаются относительные характеристики параметров волны: средней высоты и периода , по которым определяются средняя высота волны h, ее период Т и длина l.

Высота наката волны на откос рассчитывается по волне h _1% обеспеченностью 1 % (в системе шторма).

(П.4)

(П.5)

Результаты расчетов приведены в таблице П.6.

У основания откоса насыпи глубина воды d = 1,45 м и волна, выходя на мелководную зону, трансформируется. Ее высота h_i определяется по п. 17, формуле (153) и графику рисунка 5 приложения 1 СНиП 2,06.04-82*:

(П.6)

где k_t, k_r, k_l - коэффициенты соответственно трансформации, рефракции и потерь;

k_i, h_d - высота волны до трансформации.

Коэффициент трансформации определяется в функции от . При угле подхода луча волны к откосу a = 7° рефракция волны не возникает и k_r = 1, а при уклонах дна более 0,03 потери отсутствуют (k_l = 1).

Волна начинает разрушаться с глубины меньшей критической d_cr, определяемой в функции и при глубине у откоса d = 1,45 м > d_cr разрушается и переходит в накат непосредственно на откосе. Расчет параметров волны для определения высоты наката дан в таблице П.7.

Высоту наката волны h_{run 1%} (обеспеченность по накату 1 %) на откос заложением т фронтально подходящей волны h _1% определяют по формуле (25), графику рисунка 10 и таблицам 6 - 9 п. 1.14 СНиП 2.06.04-82*.

(П.7)

где k_r и k_p - коэффициенты шероховатости и проницаемости защитного покрытия;

k_sp - коэффициент, зависящий от скорости ветра и заложения откоса;

k_run - коэффициент, зависящий от пологости волны l / h и заложения откоса т. При угле a луча волны к нормали оси насыпи высота наката уменьшается на коэффициент k _a.

В нашем примере для откоса заложением т = 2 в предположении укрепления его железобетонными плитами и угле a = 7° результаты расчета высоты наката волны на откосы насыпи с западного и восточного направлений сведены в таблицу П.8.

Таблица П.6

Волноопасное направление					, м	Т, с	h 1%, м	l, м
Запад		0,15	0,016	1,47	0,36	2,25	0,75	7,9
Восток		0,10	0,011	1,19	0,26	1,82	0,54	5,2

Таблица П.7

Волноопасное направление	h 1%, м	Т, с	l, м	d, м	d / l	kl	h т1%, м			dcr, м
Запад	0,75	2,25	7,9	1,45	0,18	0,91	0,68	0,014	0,10	0,79
Восток	0,54	1,82	5,2	1,45	0,28	0,95	0,51	0,016	0,11	0,57

Таблица П.8

Волноопасное направление	h т1%, м	l, м	kr	kp	ksp	krun	hrun 1%, м	k a	hrun 1%, м
Запад	0,68	7,9		0,9	1,25	2,0	1,53	0,985	1,51
Восток	0,51	5,2		0,9	1,25	1,85	1,06	0,985	1,05

Таким образом бровка земляного полотна должна возвышаться над уровнем воды, соответствующем паводковому расходу повторяемостью один раз в 300 лет на величину наката h_run = 1,51 м с запасом а = 0,5 м.

Бровка насыпи также должна быть поднята на высоту нагона и подпора (у мостовых переходов), если эти явления прогнозируются в районе проектируемого объекта.

Дата добавления: 2015-07-21