17. Гидравлические муццрмяшняни прямоугольных труб

Расход воды, м'/с, при отверстии трубы, м					Глубина воды перед трубой, м		Скорость воды на вы­ходе из трубы м/с
2,0-2.0	24-2,0	3,0-24	4,0-24
IflO	1Д5	140	2,00	0,45		1,80
2,00	240	3,00	4,00	0,71		2,30
3,00	3,75	440	6,00	0,94		2,70
4ДЮ	5,00	6,00	8,00	1,13		2,90
5,00	6,25	740	10,00	1,32		зло
6,00	740	9,00	12,00	1,48		3,40
7,00	8,75	1040	14,00	1,66		340
8,00	10,00	12,00	16,00	132		3,90
9,00	11,25	1340	18,00	1,97		4,10
10,00	1240	15,00	20,00	2,11		4,20
11,00	13,75	1640	22,00	2,27		4,40
12,00	15,75	18,90	25,20	2,49		4,60
14,00	1740	21,00	28,00	2,65		4,70
15,00	18,75	2240	30,00	2,77		4,80

щ

Наг

три у.

т режим

j

Гк

Вет

по/

ныь

ре 1

WU

(Г

1 г 3 Ч S 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15WQ^/c а

шж

IS 20 25 Q.u'/c6

Рис. 17. График пропускной способности унифицированных труб: а ~ крутых; б - прямоугольных

полунапооный рг*1шЦ5>г,5

t.O'ZS

1,5'2,52,0'1,0 2,5'?,О b*h 3,0*2,5

После подбора отверстия трубы определяют минимальную высоту насыпи около нее (#_min)> ^азатем длину трубы (1_Тр) после нанесе­ния проектной линии на продольном профиле, т. е. фактической вы­соты насыпи (//нас)

■^нас > ^tiii'

При безнапорном режиме протекания потока

Я,

тш

=Л_Тр+ 5 + Д,

где А_тр- высота отверстия входного звена (табл. 18); 6 - толщина звена (см. табл. 18); Д - минимальная толщина засыпки над трубой у входного оголовка (принимают равной 0,5 м).

Я,

mm

= Я+Д\

где Н - глубина воды перед трубой; Д' -минимальное возвышение бровки у входного оголовка над горизонтом подпертой воды ГПВ (принимают равным 1,0 м).

Дпина трубы без оголовка при высоте насыпи Я_иас< 6,0 м

При полунапорном и напорном режимах потока

_{l =} г0£В + т(Н_ыас-Ьтр) ₊ Q,SB + m (Я_иас - h_1p) ₊ ^ X l+mf_Tp l-m/_Tp sine

где В - ширина земляного полотна; т - коэффициент заложения откосов земля­ного полотна (принимается равным 1,5); 'тр - уклон трубы (принимают равным уклону лога у сооружения (_соор); я - толщина стенки оголовка (принимают равной 0,35 м; первые и последнее звенья входят в оголовки на 0,5и); а - угол между осью дороги и трубы.

При Я_нас> 6,0 м длина трубы без оголовков

/ - f О.5Д-1.5 + 1.75<01ис-*тр> ₊04Д-14 + 1,75&_и,_с-Л_Тр) ^ 1

¹1 +1,75iip 1-1,75/трsina

Полная длина трубы Z_xp = / + 2М,

где М - длина оголовков (см. табл. 18) ■ 18. Геометрические размеры круглых труб, м

Диаметр	Входное звено		Длина	Высота насыпи	Толщина
отверстия			оголовка	Нц&с	звена
d	высота ^Й8Х	длина 'вх	М		6

1,00	U0	1,32	1,78	<4,0	0,10
				4,1 ...7,0	0,12
us	1,50	1,32	2,26	<4,0	0,12
				4,1 ...8,0	0,14
				8,1 ...20,0	0,18
140	1,80	1,32	2,74	<44	0,14
				4.6...9.0	0,16
				9 Д...20,0	0,22

Пример.Определить отверстие водопропускной трубы на ПК-25+ +60 при Q_p =(2_Д=9,12 м³/с.

1. Для безнапорного режима по данным таблицы 16 принимаем трубу d = 1,5 • 3, при этом

Q = 3,0 ■ 3= 9,0 м³/с < Q_p =9,12 м³/с(на 1,3% < 5%);Н= 1,40 < 1,2d = 1,80 м (т.е. безнапорный режим); скорость течения воды на выходе из трубы и =3,3 м/с; минимальная высота насыпи у трубыh_mm - 1,5 + 0,2 + 0,5 = 2,2 м.

2. Для напорного режима (см. рис. 16, в)принимаем трубу d = -1,0' 3, при этом

Q3,0-3 =9,0м³/с <Qp = 9,12 м³/с (на 1,3% < 5%); Н = 1,66 м >l,4d = 1,40 м (т. е. напорный режим); скорость течения воды на выходе из трубы и =4,2 м/с; минимальная высота насыпи у трубыA_min = 1,66 + 1,0 = 2,66 м.

Принимаем 1 вариант, т. е. безнапорный режим протекания воды в трубе. В результате исключается затопление ценных сельскохозяйст­венных угодий; незначительно увеличивается расход железобетона на строительство водопропускного сооружения, однако это компен­сируется уменьшением объема земляных работ.

Согласно СНиП 2.05.03-84 (п. 1.27) для малых мостов и труб в случае расчета их отверстий по ливневому стоку допускается учиты­вать аккумуляцию воды у сооружений, т. е. уменьшение Q_n, но не бо­лее чем в три раза (3Q_C и Q_n).

Аккумуляцию стока учитывают:при расчете по лив­невому стоку; при относительно пологих, развалистых или слабовы- раженных логах периодических водотоков; при условии, что обра­зую |щйся перед сооружением пруд не вызовет затопления ценных сельскохозяйственных угодий, дорог, населенных пунктов.

Аккумуляцию стока не учитывают:при наличии вечномерзлых грунтов; при крутых, узких, ярко выраженных логах с большими уклонами (когда объем воды, накопившейся перед со­оружениемW_np, по сравнению с объемом всего паводкаW оказывает­ся незначительным и практически не влияет на расход Q_c); на постоян­ных водотоках; при расчете больших и средних мостов; в районах с муссонными осадками (Приморье, Дальний Восток, Черноморское побережье Кавказа, Прикарпатье и т. п.).

Расход с учетом аккумуляции воды перед сооружением опреде­ляют по формуле

Qc =&(i-

где £?_л- максимальный расход ливневого стока, м'/с;W - объем стока, опре­деляемый по формуле (1), м³;W_np - объем пруда, определяемый по формуле<2),м⁹.

Н_ар— глубина воды перед сооружением, которой следует задавать­ся исходя из возможного затопления или определять по формуле, м Я_Пр - 2А_С=\ASv\lq.

Объем пруда на ПК-25+60 (см. рис. 9 и 16) при безнапорном ре­жиме протекания воды в трубеd - 1,5 • 3 м и ее глубине перед ней Н = 1,40 м, а также в соответствии с данными, приведенными на ри­сунке 15 (пц -92, т₂=73,in = 5,2 %>о), будет

W_ap =^{97 + 73}а,40^э= 16458 м³.^р 6.0,0052

Расход воды Q_c, проходящий через сооружение при учете акку­муляции, уменьшится в рассматриваемом примере по сравнению с б_лна 40%, м³/с

бс = бл [1 - (Н'пр/W)} = 9,12[1 - (16458/8922)] = -0,84.

Так как объем пруда Н'пр > W. то Q_n >3Q_c, что противоречит условию устройства пруда.