Курсовой проект. проектирование мостового перехода
 Скачать 0.69 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» (ДГТУ) Факультет «Дорожно-транспортный» Кафедра «Автомобильные дороги»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовому проекту по дисциплине «Основы изысканий мостовых и тоннельных переходов» на тему «ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОСТОВОГО ПЕРЕХОДА» Автор проекта _______________________ Г.В. Еганян подпись Направление подготовки: 08.03.01 «Строительство» Профиль: Автодорожные мосты и тоннели Обозначение курсового проекта: ОИМП.430000.000 КП Группа АМТ-304 Руководитель проекта ___________________ доцент к.т.н. М.А. Николенко подпись Проект защищен ______________ ______________ ______________ дата оценка подпись Ростов-на-Дону 2019 ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра “Автомобильные дороги” ЗАДАНИЕ на выполнение курсовой работы по теме “  Проектирование мостового перехода”ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ Категория автомобильной дороги …… Продолжительность навигации …….. суток. Тип реки по русловому процессу – меандрирующая. Класс реки по судоходству V. Коэффициенты шероховатости: русла γ = 3,25; поймы γ = 9,5. Отметка нуля графика водомерного поста в месте мостового перехода – 37,50. ГМВ – 38,0 Максимальные годовые уровни в месте перехода (над нулем графика, см):
Координаты кривой скорости в русле:
Отметки земли: 10. Водомерный график: Р  асст. Отметки 60,00 10------ 42,00 80------ 39,50 30------ 37,80 20------ 36,00 70------ 39,70 130----- 42,00 1980---- 42,50 11. Геологический разрез: 100-----
180----- 43,50 280----- 44,00 200----- 58,00 ФИО студента…………….…………………… Группа………………………… Дата выдачи работы……………..……………. Дата сдачи работы……………. Задание выдал…………….…………………… ………………….. (ф.и.о. преподавателя) (подпись) С  ОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ Мостовой переход является составной частью автомобильной дороги и представляет собой комплекс сложных и дорогостоящих сооружений: - мост, перекрывающий во время паводка часть живого течения реки, в которую обязательно входит русло реки; - подходы к мосту, состоящие из укрепленной земляной насыпи; - регуляционные и защитные сооружения, устанавливаемые с целью изменения движения речного потока у перехода и защиты его от повреждения потоком. Мостовой переход следует рассматривать не только как транспортное, но и как гидротехническое сооружение, а следовательно, размеры и формы мостового перехода в значительной степени обосновываются гидрологическим расчетом, гидравлическим и русловым расчетом. При проектировании мостового перехода необходимо одновременно решить следующие задачи: - создать оптимальные условия для перевозки грузов и пассажиров автотранспорта; - создать оптимальные условия для надежной работы мостового перехода в течение продолжительного срока его эксплуатации; - получить экологически обоснованное проектное решение, которому соответствует минимальная величина строительных и эксплуатационных затрат; - учесть требования других отраслей народного хозяйства, прежде всего речного транспорта; - свести до минимума неблагоприятное воздействие на окружающую среду. 1 Гидрологический расчет Определение расчетного уровня высокой воды (РУВВ). В качестве исходных данных для гидрологического расчета приводятся сведения о наивысших годовых уровнях воды за период наблюдений n (лет). На их основе необходимо определить уровень воды расчетной вероятности превышения, которая назначается в зависимости от категории автомобильной дороги. Расчётные вероятности превышения приведены в таблице 1. Таблица 1 – Расчётные вероятности превышения
Используем графоаналитический метод с построением кривой вероятностей на клетчатке нормального распределения (см. рисунок 1) Предварительно по данным фактических наблюдений уровней воды в реке строится таблица 2 хронологических и ранжированных уровней. Эмпирическая вероятность превышения каждого из максимальных уровней в ранжированном ряду определяется по формуле 1. Вычисления Sэ занесены в таблицу 2.
где m - номер любого члена ранжированного ряда уровней воды в реке; n - общее число членов ряда (лет наблюдений за режимом реки). Для определения максимального уровня расчетной вероятности превышения необходимо сначала нанести в виде точек на клетчатку вероятностей наблюдавшиеся уровни и их эмпирические вероятности, найденные по формуле 1. По полученным точкам была проведена плавная кривая линия и про-экстраполирована до расчетной вероятности превышения. В результате этих действий устанавливается максимальный уровень воды расчетной вероятности превышения Нр (см. Рисунок 1), в сантиметрах, над нулем графика водомерного поста. Таблица 2 – Хронологические и ранжированные уровни
Для перехода к абсолютным значениям необходимо к отметке нуля графика водомерного поста в месте мостового перехода прибавить найденный расчетный уровень HP по формуле 2.
где РУВВ – абсолютная отметка расчетного уровня высокой воды, м; НН.Г. – отметка нуля графика водомерного поста, м.   Рисунок 1 – Клетчатка вероятностей 2 Морфометрический расчет Целью морфометрического расчета является определение распределения расхода между руслом и поймами, скоростей течения в русле и на поймах при расчетном уровне. При выполнении морфометрического расчета необходимо вычертить поперечное сечение речной долины, нанести на нем расчетный уровень высоких вод и выделить главное русло, левую и правую поймы. При этом в зависимости от размера поперечного сечения был выбран горизонтальный масштаб 1:5000. Для главного русла и каждой из пойм была определена ширина по РУВВ, площадь поперечного потока, средняя глубина, коэффициент Шези и расходная характеристика. Глубину на каждой вертикали определяют по формуле 3, как разность отметки РУВВ и отметки поверхности земли 
Средняя глубина на участке длиной liмежду двумя соседними вертикалями рассчитывается по формуле:
Площадь поперечного сечения потока ω определяется по формуле:
Площади поперечного сечения потока левой поймы ωлп, главного русла ωрб и правой поймы ωпп определяют суммированием площадей в их пределах. Результаты расчётов приведены в таблице 3. Таблица 3 - Результаты морфометрического расчёта
Средние глубины потока в главном русле hрб, на правой пойме hпп рассчитывают по формулам:
В дальнейшем индексы "рб", "лп" и "пп" будут обозначать принадлежность того или иного параметра соответственно к руслу или поймам. Коэффициент Шези определяется отдельно для левой и правой пойм и главного русла по формуле:
где γ - коэффициент шероховатости по Базену; h - глубины потока в главном русле hрб, на правой пойме hпп.
 Для определения расходных характеристик главного русла и пойм рекомендуется использовать зависимости, приведённые в формулах 9 и 10:
Соотношение расхода воды в русле Qрб и полного расчетного расхода Q может быть вычислено через соотношение расходных характеристик:
Для определения значений расходов и скоростей течения в русле и на поймах в зависимости от исходных данных можно пользоваться одним из двух способов. Первый способ заключается в следующем. Если заданы координаты кривой расходов, они используются для ее построения (см. рисунок 2). Путем графической или графоаналитической экстраполяции этой кривой до расчетного уровня высоких вод можно определить величину расчетного расхода Q.  Рисунок 2 – Кривая расходов Расходы в русле и на поймах определяются по следующим формулам:
Средние скорости течения в русле и на поймах находят, по формулам 15-17, путем деления расхода на площадь поперечного сечения:
Второй способ заключается в следующем. При заданных координатах кривой скорости после ее построения (см. рисунок 3) и графической экстраполяции до расчетного уровня находят среднюю скорость течения в главном русле VРБ.  Рисунок 3 – Кривая скорости в русле Затем определяют полный расход и на русле по следующим формулам:
Пойменные расходы и скорости течения рассчитывают по приведенным в первом способе формулам 13-17. Так как в задании на проектирование приведены значения глубин и скоростей течения в русле, применяем второй способ. Строим график по координатам кривой скорости в русле (см. Рисунок 4). После построения и графической экстраполяции до расчетного уровня находим среднюю скорость течения в главном русле VРБ.  Рисунок 4 – График кривой скорости
Определяем расход воды в русле и полный расход:
Рассчитываем расход и скорость на правой пойме:
Уклон водной поверхности при пропуске расчетного расхода рассчитывается по формуле:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
м
м
м3/с
м/с
