- •Кафедра
- •Проектирование сельскохозяйственной автомобильной дороги Курсовой проект
- •Исходные данные
- •Вариант 2
- •Сравнение вариантов плана трассы
- •5.Гидравлический водопропускных сооружений
- •Определение максимального расхода воды от ливневого стока и стока талых вод
- •30,34 ;33,69.
- •5.2. Гидравлический расчет отверстий водопропускных труб
5.2. Гидравлический расчет отверстий водопропускных труб
Около 90% водопропускных сооружений на автомобильных дорогах составляют трубы. Трубы имеют большие преимущества по сравнению с малыми мостами: устройство их проще, чем строительство мостов, стоимость при пропуске одного и того же расчетного расхода воды меньше; устройство трубы в насыпи не нарушает непрерывности земляного полотна, улучшает эксплуатационные качества дороги и безопасность движенияпо ней; эксплуатационные расходы на содержание трубы значительно меньше, чем на содержание моста; трубы можно устраивать при любых сочетаниях плана и профиля дороги.
Проектирование водопропускных труб включает следующие этапы: установление исходных данных для определения расхода воды; определение расхода от ливня и снеготаяния, расчетного расхода; подбор наиболее экономичного отверстия типовой трубы; определение минимальной высоты насыпи у трубы, длины трубы при фактической высоте насыпи (рабочей отметки на продольном профиле).
После определения расхода воды от ливня и снеготаяния устанавливают расчетный расход. Если максимальный расход от талых вод больше максимального расхода от ливневых, т. е.
, = 2,1< 6,1= .
, = 2,38 < 3,24 =.
за расчетный принимают максимальный расход от талых вод: . Если максимальный.
При безнапорном режимепоток имеет свободную поверхность по всей протяженности трубы. Между верхом внутренней поверхности входного отверстия трубы и поверхностью воды зазор для круглых труб не менее; для прямоугольных высотой до 3 м — не менее 1/6, т. е. высоты трубы в свету. Глубина воды перед трубойH≤ 1,2(высоты или диаметра трубы).
Для полунапорного режимахарактерно наличие участка трубы на входе, работающего полным сечением (при 1,2< Н<1,4), а на остальном протяжении поток имеет свободную поверхность. ,
Если большая часть трубы работает полным сечением и лишь на выходе поток имеет свободную поверхность, т. е. при Я > 1,4 — это напорный режим.
При пропуске расчетных паводков трубы должны работать, как правило, в безнапорном режиме. При напорном и полунапорном режимах существует опасность затопления сельскохозяйственных угодий, находящихся перед трубой, заиливания, а иногда и заболачивания с верховой стороны лога, а также сильной фильтрации воды в насыпи. Чтобы избежать этого требуются усиление водонепроницаемости швов между звеньями трубы, устройство фундаментов и обеспечение устойчивости насыпи от напора воды перед трубой.
Согласно СНиП 2.05.03-84 (п. 1.13 и 1.34) отверстие труб и их высоту в свету следует назначать, м (не менее): 1,0 при длине трубы до 20 м; 1,25 - при 20 м и более.
Отверстия труб на автомобильных дорогах ниже II категории допускается принимать равными, м: 1,0 при длине трубы до 30 м; 0,75 — до 15 м; 0,5 — на съездах. На внутрихозяйственных дорогах при длине трубы 10 м и менее допускается принимать отверстие 0,5 м (СНиП 2.05.11-83).
Гидравлический расчет труб выполняют с учетом режима протекания в них воды.
При безнапорном режиме (аналогия - водослив с широким порогом)
Определить отверстие водопропускной трубы на ПК- 8+72 ,22
. .
Для безнапорного режима по данным принимаем трубу:
d= 1,5 · 2,
при этом
.
Н= 1,40 < 1,2d= 1,80 м
(т.е. безнапорный режим); скорость течения воды на выходе из трубы и v= 3,3;
минимальная высота насыпи у трубы:
= 1,5 + 0,2 + 0,5 = 2,2 м.
.
скорость течения воды на выходе из трубы и v= 3;
минимальная высота насыпи у трубы:
= 1,25 + 0,18 + 0,5 = 1,93 м.
.
скорость течения воды на выходе из трубы и v= 2.7;
минимальная высота насыпи у трубы:
= 1,5 + 0,18 + 0,5 = 2,18 м.
Для полунапорного режима по данным принимаем трубу:
.
скорость течения воды на выходе из трубы и v= 6;
минимальная высота насыпи у трубы:
Для напорного режима принимаем трубу:
.
скорость течения воды на выходе из трубы и v= 4,2;
минимальная высота насыпи у трубы:
Сравнение вариантов устройства труб
Табл.2.
Показатель, ед., изм. |
Значение показателя по вариантам | ||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 | |
Режим протекания |
Безнапорный + |
Безнапорный + |
Безнапорный + |
Полунапорный - |
Напорный - |
Диаметр Ø мм |
1,5 - |
1,25 - |
1,25 - |
1 + |
1 + |
Расход воды. |
3,0 + |
2,5 - |
2,7 - |
3,0 + |
1,66 - |
Количество труб |
2 + |
3 - |
3 - |
2 + |
2 + |
Глубина воды перед трубой H.м. |
1,4 + |
2,29 - |
1,37 + |
3,16 - |
1,66 + |
Скорость воды на выходе из трубы |
3,30 + |
3,0 + |
3,2 + |
6,0 - |
4,2 - |
Толщина звена ( стенки трубы) м. |
0,2 - |
0,18 - |
0,18 - |
0,14 + |
0,14 + |
Высота насыпи |
2,2 + |
1,93 + |
2,18 - |
4,16 - |
2,66 - |
Общей объем бетона трубы 1 м³ |
2,55 - |
1,31 - |
1,31 - |
0,81 + |
0,81 + |
Итого положительных оценок |
5 |
3 |
3 |
4 |
4 |
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.
Литература:
СНиП 2.05.03-84 Мосты и дороги
Учебное методическое пособие Проектирование сельскохозяйственных дорог и мостов.