Розрахунок зливових стоків і малого мосту

Реферат

Розрахунок зливових стоків і малого мосту

2010

Зміст

Введення

1. Визначення витрат води на малих водозборах

1.1 Визначення вихідних даних

1.2 Розрахунок зливового стоку

1.3 Розрахунок стоку талих вод

1.4 Розрахунок отворів труб

1.5 Розрахунок площі зміцнення

1.6 Розрахунок отвори малого мосту

1.7 Порівняння варіантів отворів споруд

Список літератури

Введення

Автомобільна дорога перетинає численні періодичні водотоки - струмки, річки, річки, ставки, водосховища і т.д. Для переходу через водні перешкоди будують систему інженерних споруд, званих переходом водотоку. Переходи класифікуються за типами основного штучної споруди:

постійний міст - споруда для пропуску дороги над водними перешкодою.

транспортний тунель - споруда для пропуску дороги над водними перешкодою.

наплавний міст - споруда для пропуску дороги по понтонах.

льодова переправа - тимчасова споруда для пропуску дороги по льоду.

пором - спеціальне рухливе плавзасіб, призначений для переміщення автомобілів через водну перешкоду.

Розрахунок витрат зливових і стоку талих вод застосовуються при проектуванні отворів водопропускних труб і малих мостів. Найбільший з цих витрат береться за розрахунковий. Розрахунок отворів водопропускних труб і малих мостів необхідний для забезпечення пропуску розрахункової витрати.

1. Визначення витрат води на малих водозборах

1.1 Визначення вихідних даних

Визначимо площа водозбірного каналу.

S = (26 +7) * 0,0625 = 2,0625 км ²

Визначимо довжину головного логу L р. л. = 1600м

Визначимо ухил головного логу

iгл. л. = Н2-Н1 / L гол. л.

де Н2 - верхня діагональ водозбірного каналу

Н1 - позначка землі у штучного споруди

iгл. л. = 250-221,8 / 1600 = 0,018 = 18 ‰

Визначимо довжину логу у споруди

Lл. у соор. = 300 м.

Знаходимо ухил у штучного споруди

Х1 = 2,56 м => L 1 = 221.8 +2.56 = 224.36 м.

Х2 = 1,44 м => L 2 = 221.8-1,44 = 220.36 м.

iл у соор. = 224,36-220,36 / 300 = 0,013 = 13 ‰

Визначимо поперечний ухил споруди

m 1 = 225-221.8/200 = 0.016 = 16 ‰

m 2 = 225-221.8/475 = 0.007 = 7 ‰

1.2 Розрахунок зливового стоку

Максимальна витрата зливових вод визначають за формулою

Qn = 16.7 * α годину * kt * F * α * φ, м ³ / с

Де: 16,7 - коефіцієнт враховує розмірність величин у даної залежності, α годину - інтенсивність зливи часовий тривалістю мм / хв, α годину = 0,82; kt - коефіцієнт переходу від інтенсивності зливи часовий тривалості до інтенсивності зливи розрахункової тривалості. Kt = 1 , 75; F - площа водозбору, км ², F = 2 .06 км ²;

α - коефіцієнт втрат стоку, залежить від виду грунту на водозборі, α = 0,65; φ - коефіцієнт редукції враховує неповноту стоку, залежить від площі водозбору, φ = 0,50

Qn = 16.7 * 0,82 * 1,75 * 2,06 * 0,65 * 0,50 = 16 м ³ / с

Загальний обсяг зливового стоку визначається за формулою

W л = 60000 (α годину * F * α * φ / √ kt)

W л = 60000 (0.82 * 2.06 * 0.65 * 0.50 / √ 1.75) = 25338м ³

1.3 Розрахунок стоку талих вод

Максимальний розрахунковий витрата талих вод визначається для будь-яких басейнів по редукційної формулою:

Q т = k 0 * hp * F * δ 1 * δ 2 / (F +1) ⁿ

де: hp - розрахунковий шар сумарного стоку, мм; k 0 - коефіцієнт дружності повені, k 0 = 0,020; n - показник ступеня, для рівнинних водозборів приймається, n = 0.25; δ 1, δ 2 - коефіцієнт враховує зниження витрати на басейнах δ 1 і δ 2 = 1

hp = ħ * kp

де ħ-середній шар стоку, ħ = 10 * 1,1 = 11; kp - модульний коефіцієнт, kp = 4; коефіцієнт варіації Cvh = 1; коефіцієнт асиметрії Csh = 2

hp = 11 * 4 = 44мм

Q т = 0,020 * 44 * 2,06 * 1 * 1 / (2,06 +1) ° · ² = 1,37 м ³ / с

Так як максимальна витрата зливових вод перевищує витрата талих вод, то в якості розрахункового приймається Q n = 16 м ³ / сек

1.4 Розрахунок отворів труб

При пропуску розрахункових паводків, труби повинні працювати як правило в безнапірному режимі. Зазвичай такий режим протікання встановлюється якщо підпір води перед трубою менше висоти труби на виході, або перевищує її не більше ніж на 20%.

Н ≤ 1,16 d

де Н - глибина підпертої води перед входом в трубу, м; d - діаметр труби, м.

Значення Н визначається з графіка Qс = f (H ³). Крива Qс в прийнятій системі координат зображується ламаною лінією, що складається з двох відрізків. Координати для побудови відрізків:

H ³ = 0

Qс = 0,62 * Qл = 0,62 * 16 = 9,92 м ³ / с

Qс = 0

α = m1 + m 2 / 6 * iл у соор = 16 +7 / 6 * 0.013 = 294.87

H ³ = W / α = 25338/294, 87 = 85,92 м ³

H ³ = 0

Qс = Qл = 16 м ³ / с

Qс = 0

H ³ = 0 .7 * W / α = 0.7 * 25338/294.87 = 60.1 м ³

Точки перетину цих ліній з кривими пропускної здатності дають значення дійсного витрати, що проходить через споруду і відповідного йому значення Н ³. Труба прямокутного перетині розмірами 2,5 * 2 м задовольняє умові Н ≤ 1,16 d, т.к Н = 2,28 м.

При безнапірному режимі роботи труб мінімальна висота насипу рівна:

Hmin = d +2 δ ст + hзас, (м)

де d - діаметр труби, м; δ ст - товщина стінки труби, м (для прямокутної труби з розмірами перерізу 2,5 * 2 ​​м δ = 0,17 м); 0,5 - мінімальна висота насипу над трубою, м.

Hmin = 2 +2 * 0,17 +0,5 = 2,67 м

Довжина труби визначається за формулою:

L тр = B +2 * m * hзас +2 * М, (м)

де В - ширина полотна дороги, м (В = 15 м); m - закладення укосів насипу (m = 1,5); М - ширина оголовків, м (приймається рівною 0,35 м)

L тр = 15 +2 * 1,5 * 0,5 +2 * 0,35 = 17,20 м

1.5 Розрахунок площі зміцнення

Водний Паток витікає з труби або малого мосту з високою швидкістю, яка в нижньому бар'єрі в зоні розтікання потоку V p = 1.5 V, де V - швидкість води в трубі, м / сек. У зв'язку з цим неминучий розмив в ярку за зміцненням, яке повинно закінчуватися запобіжним укосом, закладеним (з укосом 1:

1) глибше дна можливої ​​ями розмиву. Глибина розмиву тим більше чим коротше плоска частина укріплення L укр.

Зазвичай довжину плоского укріплення за трубою призначають рівною:

L укр = (3% 4) d

У нашому випадку для труби з розмірами перерізу

L укр = 4 d = 8,0 м

Ширина зміцнення визначається за формулою:

Вукр = 1,25 * L укр

Вукр = 1,25 * 8,0 = 10

Товщина зміцнення у вихідного оголовка:

S = 0,35 * Н

S = 0,35 * 2,28 = 0,8 м

Глибина резберми визначається за формулою:

h РБ = S +0.5, (м)

h РБ = 0,8 +0.5 = 1,3 м

Площа зміцнення

F = ℓ ук * Вук, (м ²)

F = 8 * 10 = 80 м ²

Визначення глибини розмиву за зміцненням

Δ h р = 0,72 * Н, м

Δ h р = 0,72 * 2,28 м

Глибина закладення запобіжного укосу

h отк = Δ h р +0.5, м

h отк = 1,64 +0.5 = 2,14 м

Довжина запобіжного укосу

ℓ від = √ 2 * h отк ², м

ℓ від = √ 2 * 2,14 ² = 3,03 м

Площа зміцнення укосів

F від = ℓ від * Вук, м ²

F від = 3,03 * 10 = м ²

F заг = F + F від, м ²

F заг = 80 +30 = 110 м ²

1.6 Розрахунок отвори малого мосту

Розрахунок виконуємо на максимальний витрата зливових вод Qл = 16 м ³ / сек за схемою вільного закінчення в послідовності:

Задаємо швидкість V c = 3 м / с

Обчислюємо напір при відомій V c

Н = 1,45 * V c ² / q, м

Н = 1,45 * 3 ² / 9,81 = 1,33 м

Визначаємо обсяг ставка при α = 294,9

W пр = α * Н ³, м ³

W пр = 294,9 * 1,33 = 693,8 ³ м ³

По відношенню W пр / W л = 693,8 / 25338 = 0,03, знаходимо коефіцієнт акумуляції λ = 0,982 і встановлюємо дійсний витрата проходить через споруду

Q c = λ * Q л, м ³ / сек

Q c = 0,982 * 16 = 15,71 м ³ / сек

Визначимо отвір моста

в = Q c / 1,35 * Н ³ ², м

в = 15,71 / 1,351,33 ³ ² = 15,71 / 2,07 = 7,59 м

Користуючись таблицею даних про типові мостах, вибираємо типове отвір В0 = 8,6 і перераховуємо натиск

Н = 0,83 * (Q c / В0) ² ³, м

Н = 0,83 * (15,71 / 8,6) ² ³ = 0,83 * 1,52 = 1,27 м

Визначаємо висоту мосту за формулою

Нм = 0,88 * Н * z * hкон, м

Де z - затор від води до низу прогонової будови 1 м., hкон - конструктивна висота прийнятого типу моста hкон = 0,57 м

Нм = 0,88 * 1,33 * 1 * 0,57 = 2,74 м

1.7 Порівняння варіантів отворів споруд

При порівнянні варіантів будемо враховувати тільки обсяги та вартість робіт з улаштування труб, оголовків, прогонових будов і фундаментів, а також укріплювальних робіт.

З табличних даних видно, що економічно вигідніше є пристрій труби.

Список літератури

1. Методичні вказівки. "Розрахунок отворів мостів. Малі штучні споруди" Томськ. ТГАСУ 2008

2. Бродський В.М. Курс лекцій "Мости і мостові переходи" Томськ ТГАСУ 2006

3. Проектування автомобільних доріг (приклади). Бабков В.Ф. Москва 1966