книги / Проектирование подходов к мостам
..pdf4 . Подсчитывают фактическую скорость под мостом, м/с
О р
(17)
5. Определяют отношение
Fx
|
|
|
LS |
$ L p |
i g |
(1 8 ) |
|
|
|
|
|||
F z |
- |
число |
Фруда; |
|
|
|
i § |
- |
уклон |
водной поверхности |
в бытовых условиях (р и с .2 2); |
||
cj |
- |
ускорение |
свободного |
падения, ч /с^ ; |
||
L p |
- |
расчетная |
ширина потока, |
м. |
При одностороннем стеснении потока сооружением (р и с .2 6,а ) расчетная ширина потока L p равна ширине разлива реки L
РУБВ, то есть Lp = L •
Р и с.26. Схема к определению расчетной ширины потока: а - одностороннее стеснение потока сооружением; б - двух стороннее стеснение потока сооружением (поймы одинаковой ширины); в - двухстороннее стеснение потока сооружением (поймы разной ширины)
41
|
При двухстороннем стеснении потока сооружением в случае |
|||||
равных по ширине пойм и симметричном расположении отверстия |
||||||
моста (р и с .2 6,б ) расчетная ширина |
потока |
Up = 0,6 |
L |
; если |
||
поймы имеют разную ширину (р и с .2 6,з ) , то расчетная |
ширина по |
|||||
тока |
Up |
складывается из ширины большей |
поймы и части |
отверс |
||
тия |
моста. |
|
|
|
|
|
|
6. |
Вычисляют расстояние |
Х 0 , |
ч, от створа мостового пе |
||
рехода до |
вертикали, где устанавливается предчостовой подпор |
|||||
|
|
(р и с .2 2 ): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F*t. |
|
|
<19) |
||
где |
|
СУ |
- |
коэффициент, |
который |
при |
0,26 |
|
находит |
||||||
|
— :— ^ |
|
|||||||||||||
ся |
по графику СУ |
= J |
(Рис.27) , а |
при^ |
|
> |
0 ,25 |
||||||||
определяется |
по |
табл.6. ^ |
|
|
|
|
|
^ |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
6 |
||
|
|
|
|
Значения коэффициента |
СУ |
|
|
|
|
|
|
||||
|
F t |
|
|
|
|
|
Q o -'C > |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i s |
|
|
1,25 |
| |
1 .5 1 |
2 ,0 |
| |
2 .5 |
| |
3 ,0 |
| 3 ,5 |
|' |
4 ,0 |
|
|
0,25 |
|
|
0,94 |
|
0,97 |
1,04 |
|
1 , 1 1 |
1,19 |
1,24 |
|
1,26 |
||
|
0,30 |
|
0,90 |
|
0,92 |
0,97 |
|
1,03 |
1,09 |
1 , 1 2 |
|
1,08 |
|||
|
0,40 |
|
|
0,81 |
|
0,82 |
0,86 |
|
0,88 |
0,90 |
0,89 |
|
0,83 |
||
|
0,50 |
|
|
0,73 |
|
0,74 |
0,74 |
|
0,73 |
0,72 |
0,65 |
|
0,51 |
||
|
График |
|
а |
= / ( £ £ ) |
построен И.П.Поляковым на |
основании |
|||||||||
результатов |
исследований, |
выполненных И.С.Ротенбургом |
[14] . |
||||||||||||
|
7 . |
Определяют |
предчостовой подпор, |
м, |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
& h 6 * Z |
|
|
|
|
|
|
|
|
( 20 ) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
где |
Z |
- |
безразмерный коэффициент, который |
учитывает |
|
гидравли |
|||||||||
ческие |
сопротивления и определяется |
по формуле |
|
|
|
|
42
3,00 г,5 0
43
а. |
Подсчитывают максимальный подпор у пойменной |
насыпи, |
м, |
||
|
|
г |
|
|
|
|
AhH = &hg + x ais * -f- |
|
|
( 2 1 ) |
|
|
10. 0ПВДЦ1ЯШЕ ВЫСОТЫ НАБЕГА ВЕТРОВЫХ ВОЛН |
|
|
||
|
НА ОТКОСЫ ПОЛМШЮЗ НАШИ |
|
|
|
|
На поверхности воды в реках под влиянием ветра возникают |
|||||
волны. Параметрами ветровой волны являются ее высота |
h g |
и |
|||
длина |
Л (р и с .13) |
. Высота ветровой волны зависит |
от |
скорости |
|
и направления ветра, |
длины разгона волны, глубины реки |
при рас |
четном уровне высоких вод РУВВ, конфигурации реки в районе мос тового перехода и характера растительности на поймах.
При проектировании мостовых переходов расчета параметров вет
ровых волн производят- в |
условиях мелководья, когда |
глубина воды |
h < 0 ,5 Л , где |
Л - длина волны. |
|
Для возможности определения параметров ветровых |
волн необхо |
димо иметь следующие исходные данные: расчетную скорость ветра
на высоте 10 |
м над поверхностью воды (э т а скорость |
обозначается |
|||||||
Ц0 ) , длину разгона волны X |
и среднюю глубину реки |
h |
на |
||||||
всем протяжении разгона волны при РУВВ. |
|
|
|
||||||
Скорость |
Ую |
, |
м /с, находят из |
выражении |
|
|
|
||
|
|
|
|
Ч а - |
K v VM , |
|
|
( 2 2 ) |
|
где lfM |
- расчетная |
скорость ветра по данным метеорологической |
|||||||
станции |
на высоте |
% |
над поверхностью воды, м /с; |
К у |
- |
коэффи |
|||
циент перехода от скорости ветра, измеренной на высоте |
% |
, к |
|||||||
скорости |
ветра |
|
; этот коэффициент принимают по табл. |
7 . |
|||||
•Для промежуточных |
значений |
% |
коэффициент К у определяют |
||||||
путем интерполяции. |
|
|
|
|
|
|
|
44
Р ис.28. |
Схема к определению |
длины разгона ветровой волны по плану мостового перехода: |
|||||
а |
- |
план |
мостового |
перехода |
с |
показанием длин разгона ветровой волны X |
; |
б |
- |
роза |
расчетных |
скоростей |
ветра ; C/S - ось мостового перехода. |
|
|
|
Значения коэффициента |
К ^ |
Таблица |
7 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||
3? ,м |
2 |
4 |
6 |
10 |
12 |
14 |
17 |
20 |
|
30 |
* * |
1,30 |
1,15 |
1.08 |
1,00 |
0,99 |
0,97 |
0,96 |
0,95 |
0,93 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетную скорость ветра 1/ю |
определяют для всех |
восьми |
||||||||
румбов, а затем строят розу |
ветров (р и с ,2 8 ,6 ) . |
|
|
|
||||||
Длину разгона волны X |
по направлению |
каждого |
из |
восьми |
румбов устанавливают на основании плана мостового перехода. Для
определения указанной длины намечают точки |
Я \ Б , находя |
щиеся посередине левой и правой пойменных |
насыпей (р и с .2 8 ,а ) . |
Через эти точки проводят |
прямые по направлению каждого из вось |
|
ми румбов до пересечения |
их с линией разлива при РУВВ. По чер |
|
тежу находят длину разгона волны X для всех |
румбов. |
|
Чтобы определить среднюю глубину реки h |
, строят по от |
меткам дна сечение водного потока для заданного румба и найден
ной длины разгона волны X |
при РУВВ (р и с.2 9 ) . С |
помощью |
||
планиметра или путем |
разбивки |
на элементарные (фигуры подсчиты |
||
вают |
площадь сечения |
водного |
потока F , м*\ Тогда |
средняя глу |
бина |
реки в заданном направлении, м, |
|
Рис.29. Схема к определению средней глубины реки h в заданном направлении
Параметры ветровых волн следует рассчитывать по направле
ниям ветра всех восьми румбов. Такая необходимость вызнана тем,
что величины ViQ , |
Л и /? |
имеют различные значения для |
разных направлении. |
Поэтому |
заранее нельзя сказать, какое н а |
правление является |
наиболее |
волноопасннм. |
В настоящее время расчет параметров ветровых волн произво
дят на основании разработок, выполненных волновой комиссией при
Институте водных проблем Российской Академии наук |
[4 l] |
. Эта |
||||||||||||||
комиссия |
составила |
|
график (р и с .3 0 ) , |
который позволяет |
опреде |
|||||||||||
лять высоту и длину волны в пределах глубоководной зоны водое |
||||||||||||||||
ма (для |
этой зоны |
глубина |
воды |
h > 0,5 А |
, |
где |
Д |
- длина |
||||||||
волны ) |
. Найденные |
|
с помощью графика параметры петровой волны |
|||||||||||||
пересчитывают для |
условий |
мелководья. |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Задача решается в следующей последовательности. |
|
||||||||||||||
|
1. Определяют |
величину |
СУ |
, о2/м , по формуле |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
г* |
- |
ю оо, X |
__ |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
° |
|
~ |
' |
Vию2" |
' |
|
|
|
|
|
|
|
где |
X |
- |
длина разгона |
волны, км; |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
VfQ |
- |
расчетная |
скорость |
ветра, |
м /с. |
|
|
|
|
||||||
|
2. Величину СУ |
откладывают на оси |
абсцисс (точка Л ), |
|||||||||||||
Из точки |
Л |
восстанавливают |
перпендикуляр до |
пересечения с кри |
||||||||||||
вой |
графика |
в точке |
£> , |
которую сносят |
на ось |
ординат и полу |
||||||||||
чают |
точку |
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
В результате этого на кривой графика находят значение вели- |
|||||||||||||||
чин» |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ыг) ’ |
|
|
|
|
|
|
|
а на оси ординат - |
|
значение |
величины |
С |
. с'/м . |
|
|
|||||||||
|
Величина |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
о . -jm JiS-czi-. |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
иЮ |
|
|
|
|
|
|
|
В этих |
выражениях |
параметры волны h g (r) |
и |
Д г |
п м, а ско |
||||||||||
рость VHQ |
в м /с. |
|
Индекс |
" г ” |
указывает |
на то, |
что |
параметры вол |
||||||||
ны соответствуют глубоководной зоне водоема. |
|
|
|
|
||||||||||||
|
3 . Из |
последних двух |
выражений определяют высоту волны, м, |
47
О)
Рис.30. График для определения параметров ветровых волн в глубоководной зоне водоема
|
|
|
|
|
|
L |
|
ш . . „ J j ' i L ____ |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
П6 (г) |
|
|
1000 |
|
|
|
|
|
|
||
и длину |
волны, |
м, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Л г |
= |
6 h 6cr) |
|
|
|
|
|
||
дня глубоководной части водоема. Эти параметры имеют 15ь-.ную |
|
||||||||||||||||
вероятность |
превышения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
4. |
|
Находят величину |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
где |
|
h |
|
|
- |
средняя |
глубина реки, |
ч. |
|
|
|
|
|
||||
|
о. По табл. |
8 определяют коэффициент К , |
н зависимости |
от |
|||||||||||||
найденного |
|
значения величины |
с/ : |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Значения коэффициента |
К ^ |
|
|
|
|
|||||
с/ |
0,35 ,0,30 |
0,25 |
0,20 |
0,15 |
0,10 |
0,08 |
0,06 |
0.04 |
0,02 |
0,01 |
|||||||
«ь |
1,00 |
0,99 |
0,95 |
0,87 |
0,78 |
0,63 |
0,51 |
0,45 |
0,30 |
0,16 |
0,08 |
|
|||||
|
Для промежуточных значений |
с/ |
коэффициент К ^ |
находят |
|||||||||||||
путем интерполяции. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
При |
с/ |
|
> |
0,35 принимают fcC fa = |
1,00. |
|
|
|
|
|||||||
|
6 . Подсчитывают высоту |
ветровой |
волны для условий |
мелководья |
|||||||||||||
■ в (м)' |
м* |
по |
Ф°РмУле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
^ 6 0 0 = K h ^ 6 (r ) - |
|
|
|
(2 3 ) |
||||||
|
Индекс |
|
"ч " указывает на то, что |
высота ветровой волны, най |
|||||||||||||
денная |
по формуле ( 23) , |
соответствует мелководью. |
|
|
|
||||||||||||
|
7 . |
Определяют величину |
е |
. с2/ч , |
по формуле |
|
|
е
ггл |
49 |
где |
высота ветровой |
волны |
h$(M)v ч» а ско^ос'гь |
|
|
n м/ с * |
|
||||||||
|
8 . |
|
По табл.9 находят |
коэффициент J |
в |
зависимости |
от по |
||||||||
лученного |
значения величины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
9 |
|
|
|
|
|
Значения коэффициента f |
|
|
|
|
|
|
|
||||
е |
1 , 0 |
|
1 . 2 |
1 , 6 |
2 ,0 |
3,0 |
4,0 |
6 ,0 |
8 ,0 |
10 ,0 |
1 2 ,0 13,0 20 ,0 |
||||
/ |
7 ,8 |
|
8,8 |
10 ,0 |
1 1 , 0 |
12,3 |
13,2 |
14,2 |
15,1 |
15,6 |
15,9 16,0 |
16,5 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для промежуточных значений |
в |
коэффициент |
у |
|
определяют |
|||||||||
путем интерполяции. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
При |
б |
< |
1 ,0 |
принимают |
у |
= -7 ,8 . |
|
|
|
|
|
|
||
|
9. Определяют длину волны на мелководье |
Л м |
, м, по формуле |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
= f h eC” ) - |
|
|
|
|
|
|
(2 4 > |
||
|
Параметры |
|
и Л м |
имеют 1#-ную |
вероятность |
превышения. |
|||||||||
Результаты расчета параметров |
ветровых волн сводят |
в |
табл.10 . |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
|
10 |
|
|
|
|
К-расчету параметров ветровых волн |
|
|
|
|
|
|||||||
п% |
Наименование расчетных Размер- |
Направление |
ветра |
|
|
||||||||||
|
|
величин |
|
ность |
С |
СВ |
|
ЮН |
Ю| ш |
|
|
||||
1 |
|
|
|
2 |
|
|
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
8 1 9 |
10 |
1 1 |
1 |
Скорость Ум |
|
|
м/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2 |
Коэффициент Ку по табл. 7 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
3 |
Скорость |
по |
формуле |
м/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
4 |
Длина разгона волны X |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
км |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
5 |
из |
р и с.2 8 ,б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
То же |
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Площадь |
сечения |
водного |
м2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
потока |
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7Средняя глубина реки
А._ F