Курсовой проект. проектирование мостового перехода

• Название: проектирование мостового перехода
• Дата: 06.07.2022
• Размер: 0.69 Mb.
• Имя файла: Курсовой проект.docx
• Тип: Пояснительная записка; #625490
• страница: 2 из 5

3 Назначение нескольких вариантов отверстия моста
За отверстие моста L принимают расстояние между передними гранями устоев (или между откосами конусов при обсыпных устоях), определяемое на отметке РУВВ за вычетом суммарной ширины промежуточных опор.

От величины отверстия моста зависят его длина и глубина заложения фундаментов опор. Чем меньше отверстие моста, тем меньше стоимость пролетных строений, но в связи с увеличением глубины после размыва увеличивается стоимость опор моста.

Задача заключается в определении такого отверстия моста, которое соответствует минимуму приведенных строительных и эксплуатационных расходов.

Эта задача может быть решена путем разработки нескольких вариантов мостового перехода при различных величинах отверстия моста L. Сравнение этих вариантов позволит найти оптимальное отверстие моста.

Среди разрабатываемых вариантов всегда существуют два из них, ограничивающих минимальную и максимальную величину отверстия моста.

Минимальная величина отверстия моста L_min определяется по формуле:

(21)

где В_РБ - ширина русла, м;

n - количество опор, шт;

b_оп- ширина опоры, м.

l_укр – укрепление подошвы конусов насыпи, для расчетов берется от 10 до 20 метров.

Принимаем l_укр = 15 м.

Ввиду того, что на данном этапе значения некоторых параметров не известно, условно принимаем n_*b_оп = 0,05-0,1 В_РБ

м

Максимальная величина отверстия моста L_max определяется по формуле:

(22)

где В_РБ - ширина русла, м;

λ - относительная ширина опоры моста;

Q -общий расход, м³/с;

Q_РБ - расход в русле.

Величину λ принимают в пределах от 0,03 до 0,1 в зависимости от конструкции моста. Принимаем относительную ширина опоры моста λ равной 0,07.

м

Если для минимального отверстия моста глубина в русле после размыва превысит допустимое значение, необходимо рассмотреть дополнительные варианты отверстия моста для определения отверстия, которому соответствует допустимая глубина в русле под мостом после размыва

Допустимая глубина в русле под мостом после размыва должна назначаться с учетом конструкции, глубины заложения фундамента русловых опор и требования, чтобы коэффициент размыва Р (отношение глубины под мостом после размыва к бытовой глубине) был не более 2.

Принимаем следующие варианты отверстия моста:

L₁ = 398,00 м;

L₂ = 685,00 м;

L₃ = 973,00 м;

L₄ = 1260,00 м;

L₄ = 1547,00 м.

4 Расчет глубины общего размыва под мостом
Для минимального отверстия моста и дополнительных вариантов необходимо выполнить следующие расчеты.

4.1 Расчёт коэффициента стеснения потока

Строительство мостового перехода сопряжено с перекрытием части или всей ширины поймы незатопляемыми насыпями подходов. В результате этого под мостом будут увеличенные расходы воды

Увеличение расхода воды, проходящей через отверстие мостового перехода, характеризуется коэффициентом стеснения потока β. Определяется для каждого отверстия моста по формуле 23.

(23)

где ΣВ_ПБ - суммарная ширина пойм;

Q_ПБ – суммарный расход пойм.


4.2 Расчёт полноты паводка

Полнота паводка П- это отношение средней высоты расчетного паводка над уровнем поймы h_П(СР) к его максимальной полноте h_П(MAX) (средней глубине воды на пойме).

Средняя высота расчетного паводка над уровнем поймы определяем по водомерному графику, приведённому на рисунке 5.



Рисунок 5 – Водомерный график

Полнота паводка определяется по формуле:

(24)

h_П(СР) = 4,60 м;

h_П(MAX) = 6,46 м.


4.3 Определение вероятности затопления пойм

Вероятность затопления поймР может быть определена с использованием клетчатки вероятности (см. Рисунок 1) путем определения вероятности превышения средней отметки поймы, устанавливаемой как разность между отметкой расчетного уровня высоких вод и средней глубиной воды на пойме:

HПСР = РУВВ-hПБ	(25)
HПСР = 1158 – 646 = 512 см => P = 79,1 %

4.4 Определение коэффициента вероятности затопления пойм

Коэффициент К_р учитывает вероятность затопления поймы при расчете ширины русла под мостом после размыва. При Р<95% определяется по следующей формуле:

Кр=(Р/100)(0,5+2,5/β)	(26)
Если вероятность затопления Р больше 95%, то коэффициент Кр=1. Так как P меньше 95% расчёт коэффициентов для каждой длины отверстия моста выглядит следующим образом:

4.5 Определение коэффициента полноты паводка

Коэффициент К_п, учитывающий полноту паводка П и коэффициент стеснения β, рассчитан по формуле по следующим формулам:

при β <4,5 и Р <95%

(27)

при β≥ 4,5 и Р<95%

КП=0,7

(28)

при Р≥ 95%

КП = 0,79П0,5

(29)

Так как β <4,5 и Р <95% расчёт К_п производим по формуле 27:

4.6 Расчет максимальной глубины после общего размыва в русле

Расчет максимальной глубины после общего размыва в русле производится по формуле:

(30)

где h_РБ(МАХ) - максимальная глубина русла в бытовых условиях, определяется по формуле 31;

В_РМ - ширина русла после размыва, определяется по формуле 32.

	(31)
BРM=BРБ[(β 0,93-1)KПKР+1]	(32)

м
м
м
м
м

Результаты расчётов сведём в таблицу 4.

Таблица 4 – Результаты расчёта

№	Условное обозначение	Показатель	Размер-ность	Отверстие моста, м
				398,00	685,00	973,00	1260,00	1547,00
1	β	Коэффициент стеснения потока	–	2,851	2,359	2,012	1,754	1,554
2	Р	Вероятность затопления поймы	%	79,1	79,1	79,1	79,1	79,1
3	П	Полнота паводка	–	0,712	0,712	0,712	0,712	0,712
4	Кр	Коэф. учит. вероят. затопления пойм	–	0,724	0,694	0,665	0,637	0,610
5	Кп	Коэф. учит. полноту паводка	–	0,410	0,355	0,327	0,312	0,306
6	ВРМ	Ширина русла под мостом после размыва	м	497,644	434,299	400,297	379,470	365,488
7	hРБ(mах)	Макс. глубина бытового русла	м	26,704	24,708	22,645	20,769	19,128

При наличии в составе донных отложений крупнозернистых (гравия, гальки, валунов), связных, трудно размываемых или скальных грунтов необходимо выполнить проверку возможности ограничения максимальной глубины размыва по геологическим условиям.

Проверка возможности ограничения максимальной глубины размыва в русле производится графоаналитическим способом, позволяющим определить глубину, на которой неразмывающая скорость V_HЕР для донных отложений становится равной или большей скорости V_РМ, соответствующей моменту прекращения общего размыва в русле под мостом вследствие восстановления баланса руслоформирующих наносов.

Величина скорости водного потока в русле под мостом после завершения общего размыва V_РМ определяется по формуле:

	(33)
м/с
м/с
м/с
м/с
м/с

Для каждого из пластов донных отложений из несвязных грунтов неразмывающая скорость V_НЕРiопределяется по формуле:

(34)

где V_ндi - донная неразмывающая скорость для i-ro типа грунта;

d_i - средний диаметр частиц i-ro грунта;

h_i - глубина, отсчитываемая от РУВВ.

Значения V_нд, d и отношение для различных типов несвязных грунтов приводятся в приложении А. Для связных грунтов значения неразмывающих скоростей могут быть также приняты из приложения А в зависимости от типа грунта и глубины его залегания.

Песок мелкий:

Песок мелкий с гравием:

Песок крупнозернистый:

1 слой - песок мелкий:

м/с

м/с

м/с

2 слой – песок мелкий с гравием:

м/с

м/с

м/с

3 слой – песок крупнозернистый:

м/с

м/с

м/с

Отложив на оси скоростей графика, приведённого на рисунке 6, значение скорости V_pм и проведя через эту точку вертикаль, соответствующую по длине максимальной глубине общего размыва h_РМ(МАХ) определяют возможность ограничения глубины размыва по геологическим условиям.

Это произойдет, если вертикаль пересечет эпюру неразмывающих скоростей. В данном случае под мостом установится максимальная глубина h_геол, равная расстоянию от расчетного уровня высоких вод до точки пересечения.



Рисунок 6 – Определение возможности ограничения глубины размыва по геологическим условиям

Поскольку вертикальная прямая V_pм не пересекает эпюру скоростей размыва в русле, то ограничение глубины размыва по геологическим условиям нет.