- •Міністерство освіти і науки україни
- •2 Основні поняття про автомобільні дороги
- •2.1 Класифікація доріг та їх технічні параметри
- •2.2 Розрахункові швидкості та навантаження
- •2.3 Основні параметри поперечного профілю доріг
- •3 Проектування траси дороги в плані. Визначення елементів плану
- •3.1 Вихідні дані для розробки проекту дороги
- •3.2 Нормативні вимоги дбн в.2.3-4-2000 при розробці плану та поздовжнього профілю дороги
- •3.3 Основні дані про дорогу в плані, розрахунок прямих і кривих
- •3.4 Порівняння варіантів плану траси
- •4 Проектування поздовжнього профілю дороги
- •4.1 Вихідні дані для проектування поздовжнього профілю, його елементи та оформлення
- •4.2 Принципи нанесення проектної лінії на поздовжній профіль
- •5.1 Елементи поперечного профілю та їхнє призначення
- •5.2 Оформлення поперечного профілю
- •Каналізація; Ке – кабель зовнішнього електроосвітлення
- •6 Проектування земляного полотна автомобільних шляхів
- •6.1 Вимоги до ґрунту та до його укладки в земляне полотно
- •6.2 Водно-тепловий режим земляного полотна і сезонні зміни міцності
- •6.3 Влаштування земляного полотна
- •7 Принцип ландшафтного проектування автомобільних шляхів
- •8 Штучні споруди на автошляхах
- •8.1 Види штучних споруд
- •8.2 Штучні інженерні споруди для пропуску води
- •8.3 Гідравлічний розрахунок отворів водопропускних труб
- •8.4 Гідравлічний розрахунок малих мостів
- •9 Проектування дорожнього одягу
- •9.1 Загальні вимоги до дорожнього одягу
- •9.2 Конструкція дорожнього одягу та його класифікація
- •9.3 Конструювання дорожнього одягу
- •9.4 Жорсткі дорожні покриття
- •9.5 Основні відомості про розрахунок нежорстких дорожніх одягів
- •10 Використання місцевих матеріалів та відходів виробництва при влаштуванні дорожнього одягу
- •10.1 Кам'яні матеріали
- •10.2 В'яжучі матеріали
- •11 Проектування мережі шляхів місцевого значення
- •11.1 Особливості автомобільних доріг місцевого значення
- •11.2 Вишукування доріг місцевого значення
- •12 Основні машини для організації будівництва дороги
- •12.1 Машини для підготовчих робіт
- •12.2 Машини для земляних робіт
- •12.3 Машини для влаштування дорожнього одягу
- •13 Утримання і ремонт доріг
- •13.1 Завдання дорожньої служби
- •13.2 Утримання і ремонт земляного полотна
- •13.3 Утримання і ремонт дорожнього покриття
- •13.4 Зимове утримання доріг
- •14 Організація дорожнього руху, дорожні умови і безпека руху
- •14.1 Дорожні умови
- •14.3 Інтенсивність руху
- •14.4 Щільність руху
- •14.5 Активна безпека дорожнього руху
- •14.7 Вплив метеорологічних умов на безпеку руху
- •Список літератури
8.3 Гідравлічний розрахунок отворів водопропускних труб
Суть розрахунку: правильно підібрати переріз труби.
Майже 90 % водопропускних споруд становлять труби. Труби мають значну перевагу порівняно з малими мостами: влаштовувати їх простіше, ніж споруджувати мости; вартість при пропусканні однієї і тієї ж розрахункової витрати води менша; влаштування труби в насипі не порушує неперервності земляного полотна, поліпшує експлуатаційні якості дороги та безпеку руху по ній; експлуатаційні витрати на утримання труби значно менші, ніж на утримання мосту; труби можна влаштовувати при різних комбінаціях плану і профілю дороги.
Порядок проектування водопропускних труб:
1) встановлюють вихідні дані для визначення витрат води;
2) визначають витрати від зливи і сніготанення, розрахункові витрати;
3) підбирають найбільш економічний отвір типової труби;
4) визначають мінімальну висоту насипу біля труби, довжину труби при фактичній висоті насипу (робочій відмітці на поздовжньому профілі).
Після визначення витрат води від сніготанення і від зливи, встановлюють розрахункову витрату. Якщо Qт > Qз → Qрозр = Qт. Якщо Qз > Qт → Qрозр = Qз.
По Qрозр за спеціальною таблицею підбирають той чи інший діаметр труби і режим роботи (безнапірний, напівнапірний чи напірний). Допускається влаштування одно-, дво- або триочкових труб.
Режим протікання води у трубах може бути:
безнапірний, коли Н ≤ 1,2hтр і по всій довжині труби є вільна поверхня (тут Н – рівень води на прилеглій до траси дороги території);
напівнапірний, якщо 1,2hтр < H ≤ 1,4hтр і тільки на вхідній ділянці є цілий переріз, заповнений водою, а на більшій частині труби є вільна поверхня;
напірний, коли Н > 1,4hтр і тільки на невеличкій ділянці при виході є вільна поверхня, а на більшій частині цілий переріз, заповнений водою.
Труби, як правило, приймають у безнапірному режимі, при якому не затоплюються сільськогосподарські угіддя та зменшуються обсяги земляних робіт у рівнинній місцевості. У гірській та горбистій місцевості можливі напівнапірні і напірні режими, але при цьому треба потурбуватися про зниження фільтрації води через насипи та водопроникнення між кільцями труб, а також про надійність фундаментів під трубу
.
8.4 Гідравлічний розрахунок малих мостів
Малі мости прогонами 3 –18м, завдовжки до 25м споруджують у випадках, коли висота насипу невелика і в його тілі не можна влаштувати трубу, та в місцевості, де бувають льодохід і корчехід.
Розміри отворів малих мостів визначають залежно від розрахункової витрати води і схеми протікання води під мостом (див. рис. 8.1 і 8.2).
Отвір малих мостів при меншій точності (без попереднього визначення побутової глибини потоку hп) розраховують здебільшого за схемою вільного протікання 1(див. рис. 8.1) і формулою
, (8.5)
а при більшій точності (після визначення hп і якщо hп < 1,3 hкр) за формулою
. (8.6)
Тільки при дуже великій глибині потоку за мостом, коли в стисненому перерізі потік буде надійно затоплений побутовою глибиною hп (рис. 7.1, схема 2), тобто за умови, що hп <1,3 hкр = 1,3 hс/0,9 = 1,45 hс = 0,73 Н, розрахунок ведуть за схемою вільного протікання за формулою
. (8.7)
та визначення висоти мосту Нм:
1 – вільне (при hп <1,3 hкр); 2 – невільне (при hп ≥ 1,3 hкр)
В цих формулах:
Qрозр – розрахункова витрата води, м3/сек.; Н – глибина води перед мостом (Н ≈ 2 hс = = 1,45 V2доп / g); hкр – критична глибина потоку під мостом (hкр = V2доп / g); hс – стиснена глибина потоку під мостом (hс ≈ 0,5 Н, або hс = 0,725 V2доп / g); g – прискорення вільного падіння тіла (g = 9,81 м/с2); Vдоп – допустима (нормативна) швидкість, м/с (за окремою таблицею в залежності від типу ґрунту або укріплення і глибини потоку води); ε – коефіцієнт стискання потоку при вході в споруду (за таблицею в залежності від форми берегових опор).
Мінімальна висота мосту визначається за формулою
, (8.8)
де 0,88 – коефіцієнт, який враховує деяке пониження рівня води при вході потоку під міст;
Δ = 0,5 м – підвищення низу прогонної споруди над рівнем води (при наявності льодоходу і корчеходу Δ = 1м); hкон – висота конструкції прогонної споруди мосту.
Визначення довжини мосту. Довжина мосту залежить не тільки від ширини потоку води по вільній поверхні чи по середній лінії потоку, але й від схеми його протікання під мостом, виду берегових опор, наявності проміжних опор і фактичної висоти насипу біля мосту з урахуванням раціонального прокладання проектної лінії на поздовжньому профілі (але не менше розрахункової висоти).
Одно-, двопрогінні мости заввишки до 3 м з плитними прогонами і довжиною прогону 3 і 6 м можна споруджувати на пальових берегових опорах з огороджувальними стінками (див. рис. 8.2).
Довжина моста при пальових опорах з огороджувальними стінками визначається за формулою:
, (8.9)
де Вм – отвір мосту, розрахований по вільній поверхні потоку, м; Σd – сумарна ширина пальових опор, м; d1 = 0,16 м – товщина огороджувальної стінки, м.
Рисунок 8.2 – Схеми мостів залежно від типів опор з поперечним перерізом
підмостового русла (розміри у м):
а – при берегових опорах на палях з огороджувальними стінками; б – при масивних берегових опорах із зворотними стінками; в – при берегових обсипних опорах на палях; г – схема заміни трипрогінного мосту однопрогінним з опорами, які мають укісні крила при висоті мосту до Н ≤ 3 м; 1 – збірний обсипний стоян; 2 – мостовий прогін довжиною 6 м із плит; 3 – те ж саме, довжиною 12 м для трипрогінного мосту; 4 – прогін довжиною 15 м для однопрогінного мосту; 5 – збірний стоян з укісними крилами однопрогінного мосту; 6 – проміжна опора трипрогінного мосту.
Довжина мосту при масивних берегових опорах із зворотними стінками (див. рис.8.2) визначається за формулою:
, (8.10)
де m = 1,5…2 – коефіцієнт закладання крутості конусів; Hm – висота мосту, м; Σd – сумарна ширина проміжних опор, м; А = 0,2 м – відстань від вершини конуса до початку мосту; с ≥ 0,3м – відстань від передньої грані устою до основи конуса.
Якщо при нанесенні проектної лінії на поздовжній профіль висота мосту збільшиться, то відповідно збільшиться і його довжина.
Мости з масивними береговими опорами і зворотними стінками звичайно споруджують при наявності місцевих кам’яних матеріалів і на міцних ґрунтових опорах.
Одержану довжину мосту порівнюють з прийнятою за уніфікованими балками прогонів споруд.
При відхиленні більш як на 10 % змінюють розміри прогонів споруд або кількість прогонів і уточнюють підмостову швидкість води та розміри споруди.
Якщо при нанесенні проектної лінії на поздовжній профіль висота мосту збільшується, то відповідно збільшується і його довжина.
Вибір оптимальної схеми малого мосту обумовлюється: максимальним ступенем уніфікації будов на споруджуваній чи реконструйованій дорозі, застосуванням однотипних збірних конструкцій; ефективністю конструктивно-технологічного вирішення мосту та схеми його розбивки на окремі прогони малих мостів (при значній довжині).