Автомобильные и железные дороги (стр. 2 из 3)
imax = -f – j = 0,5 – 0,02 – 0,24 = 0,24
где - коэффициент сцепного веса - отношение веса, приходящегося на ведущие оси ко всему весу
автомобиля;
j-коэффициент сопротивления инерции:
где а = 0,5-ускорение;
g = 9,8- ускорение силы тяжести;
- коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся частей автомобиля;
= 1 + 0,06 K2 = 1 + 0,06 7,822 = 4,67
где К = 7,82-передаточное число в коробке скоростей.
II Гидравлические расчеты водопропускных сооружений
1. Гидравлический расчет трубы
Гидравлический расчет трубы включает в себя определение:
-диаметра трубы и типа укрепления русла;
-высоты подпора воды и высоты насыпи над трубой;
-длины трубы,
Расчет безнапорных труб производится по табл. П-15 [2], которая составлена из условия, что трубы имеют уклоны, не менее критического iкр. Практически трубы укладываются по уклону местности. Так как он меньше критического более чем в два раза, то подпор, полученный по таблице, увеличивается на величину:
l ∙ (iкр - iо) = 19,4 (0,007-0) = 0,14 м,
где l = 19,4 -длина трубы, м;
iо = 0-уклон трубы;
iкр = 0,007-критический уклон.
Так как тип оголовка I и Qр = 1,9 м3/с, то принимаем d = 1,25 м, Н = 1,26 м, v = 2,5 м/с, с учетом
1 (iкр-iо), Н = 1,40 м.
По скорости протекания воды (табл. П-16) [2] назначается тип укрепления русла -каменная наброска из булыжника или рваного камня.
Определяем высоту насыпи над трубой Ннас. Бровка земляного полотна на подходе к трубе возвышаться на 0,5 м над расчетным горизонтом с учетом подпора. Высота насыпи должна обеспечивать размещение над трубой дорожной одежды; в итоге получаем:
Ннаc= d +0,5 + hдорожной одежды = 1,25 + 0,5 + 0,68 = 2,43 м
Длина трубы определяется по выражению:
l = В + 2m Ннас = 12,1 + 2 1,5 2,43 = 19,4 м,
где m = 1,5-коэффициент крутизны откоса насыпи
Из таблицы П-17 [2] находим:
- толщину звена = 0,12 м;
- длину оголовка = 2,26 м.
2. Расчет отверстия малого моста
2.1 Определение бытовой глубины
Бытовую глубину устанавливают подбором положения горизонта высоких вод. Для этого задаются каким-либо значением бытовой глубины hб = 1,05 м, определяют площадь живого сечения , смоченный периметр р и гидравлический радиус R:
,где i1 = 0,1;
i2 = 0,06 - уклоны (рис 2.1)
Далее по формуле Шези вычисляем бытовую скорость:
где ip = 0,007-уклон русла.
где n = 0,04 - русловой коэффициент, устанавливаемый по табл.;
у = 0,25 - показатель степени.
Зная площадь сечения и скорость в бытовых условиях, находят расход:
Q = ω∙vб = 14,7∙1,3 = 19,11 м3/сек
Полученный расход Q сравнивают с расчетным Qр. При отличии Q от Qр, менее 10 % принимаем назначенную бытовую глубину и скорость за действительные:
(Q-Qp)/Qp∙100% = 0,6%
Рис. 2. 1. Живое сечение мостового перехода
2.2 Установление схемы протекания воды под мостом
Для установления схемы протекания воды под мостом (рис. 2.2) необходимо знать критическую глубину потока:
где vдоп = 3,4-скорость потока, при которой не размывается грунт или укрепление русла-каменнаянаброска из булыжного камня;
g = 9,8-ускорение силы тяжести.
Так как hб = 1,05<1,3∙hк = 1,53 то истечение свободное и водослив незатопленный (рис.2.2.).
Рис. 2.2. Схема протекания воды в русле (незатопленный водослив)
2.3 Определение величины отверстия моста
При свободном истечении отверстие моста на уровне свободной поверхности определяют по формуле:
,где = 0,9-коэффициент сжатия потока, зависящий от формы устоев.
Полученную величину округляем до типового размера Bтип = 6 м.
2.4 Уточнение расчетных данных
Определим фактическую скорость под мостом:
Определим глубину потока под мостом:
Глубина потока перед сооружением:
где = 0,9 - коэффициент скорости, зависящий от формы опор.
2.5 Определение высоты и длины моста (рис. 2.3)
Наименьшая высота моста находится по выражению:
Нм = Н + Z + К = 1,74 + 0,75+ 0,96 = 3,45 м,
где Z = 0,75- наименьшее возвышение низа пролетного строения над ГВВ;
К = 0,96- конструктивная высота моста;
Длину моста находим по формуле:LМ = B + 2 ∙ m ∙ HM +∑d +2p + 2q = 6 + 2 ∙ 1,5 ∙ 3,45 + 2 ∙ 0,1 + 2 ∙ 0,3 = 17,15 м,
где В = 6- отверстие моста;
m = 1,5- коэффициент крутизны откоса насыпи;
Нм = 3,45- высота моста;
d = 0- ширина промежуточной опоры;
р = 0,1- расстояние от передней грани устоя до основания насыпи;
q = 0,3- расстояние от задней грани устоя до вершины откоса насыпи.
Рис. 2.3. Схема малого моста при устоях с обратными стенками
III Проектирование продольного профиля земляного полотна, водоотвода
1 Проектирование продольного профиля.
Продольный профиль содержит линию поверхности земли (черный профиль), рельеф местности по оси дороги, грунтовый и гидро-грунтовый разрез и проектную линию (красный профиль). В целом продольный профиль характеризует геологические условия и высотное положение бровки земляного полотна.
Высотное положение бровки относительно линии поверхности земли, оцениваемое рабочими отметками, в решающей мере определяет эксплуатационные, прочностные и экономические показатели дороги, а также ее долговечность.
Для получения оптимальных результатов при проектировании продольного профиля должны быть обеспечены:
-необходимые условия для движения автомобилей и экономически эффективной работы
автотранспорта;
-плавность и безопасность движения автомобилей, достигающих расчетной скорости;
-устойчивость, надежность и долговечность дороги;
-бесперебойное функционирование дороги;
-экономичность строительства дороги.
Необходимые эксплуатационные условия обеспечиваются путем прокладывания проектной линии с пологими продольными уклонами.
СНиП П-Д.5-72 рекомендует применять уклоны до 30%. При экономической нецелесообразности выполнения этой рекомендации из-за рельефа местности, допускается применять продольные уклоны, не превышающие следующих максимальных значений: при категории дороги III-50‰.
Плавность движения автомобилей достигается вписыванием в переломы проектной линии круговых вертикальных кривых, а безопасность - назначением таких радиусов вертикальных кривых, которые обеспечивают расчетные расстояния видимости (на выпуклых переломах) и ограничивают центробежную силу в пределах 5% от веса автомобиля (на вогнутых переломах).
Вертикальные кривые необходимо вписывать в переломы, где алгебраическая разность смежных уклонов iравна или превышает на дорогах III категории 10‰. Подъемы считаются положительными уклонами, спуски отрицательными. Величина i на переломах попутных уклонов (два подъема или спуска) определяется как разность сопрягаемых уклонов, а на переломах встречных уклонов (спуск и подъем, подъем и спуск)- как их сумма.
Наименьшие значения параметров продольного профиля, при которых еще обеспечиваются плавность и безопасность движения автомобилей, приведены в таблице 10 СНиП. В проектах следует стремиться к применению возможно больших значений параметров - это повышает удобство и безопасность движения.
2 Требования к проектированию кюветов
На вертикальных кривых кюветы повторяют реальное круговое очертание бровки земляного полотна. Проектирование кюветов производится в такой последовательности:
1. по величинам рабочих отметок устанавливаются места, где необходимо устройство кюветов.
2. задается уклон дна кювета и тип укрепления;
3. на чертеж вчерне наносится линия дна кювета;
4. аналитически определяется расстояние от ближайшего пикета до точек с нулевыми рабочими отметками и до точек пересечения дна кювета с черным профилем (для этого необходимо рассмотреть получившуюся на чертеже геометрическую фигуру:
треугольник или трапецию, а так же составить и решить соответствующую пропорцию);
5. указываются проектные отметки дна кювета на всех его переломах, на пикетах и в местах выхода на поверхность;
б. записываются проектные уклоны кюветов;
7. указываются расстояния между переломами и производится привязка к пикетажу точек начала и конца кювета, а также точек с нулевыми отметками;
8. выполняется проверка вычислений (отметки дна кюветов в местах выхода на поверхность должны соответствовать отметкам земли; разность между проектными отметками бровки земляного полотна и проектными отметками дна кювета должна быть равной принятой глубине кювета; кроме того, в соответствии должны находиться указанные расстояния, уклоны и отметки);