Мир Знаний

Проектирование и расчет водопропускных труб (стр. 3 из 4)

φ — коэффициент редукции, определяемый по формуле (2). φ = 0,5;

kt — коэффициент перехода от интенсивности ливня часовой продолжительности к интенсивности ливня расчетной продолжительности. По табл. XV.3 [1] kt = 1,39.


2. Определяется крутизна склонов m1 и m2.


3. Для ряда значений H (с интервалом 0,5 м) в форме таблицы вычисляются объемы пруда аккумуляции Wпр, м3, по формуле:


где H — максимальная глубина в пониженной точке живого сечения при расчетном уровне подпертых вод, м;

m1, m2, iл — крутизна склонов лога и его уклон.

А также расчетный расход Qс по формуле:


где Qл — максимальный расход дождевых вод, м3/с, определяемый по формуле (1);

Wпр — объем пруда аккумуляции перед сооружением, м3, вычисляется по формуле (14);

W — объем ливневого стока, м3, вычисленный по формуле (13);

Kr — коэффициент, учитывающий форму расчетного гидрографа паводка. Для немуссонных районов равен 0,7.

Точка 1.

Точка 2.


Точка 3.

Таблица 2.1. Определение расчетных сбросных расходов при различных величинах H.

Номер точки

H, м

H3, м3

Wпр, м3

Wпр/Kr∙W

Qс, м3

1

0

0

0

0

4,24

2

0,5

0,125

1224

0,05

4,03

3

1

1

9792

0,38

2,6

4. По данным гидравлических характеристик типовых труб (табл. IV [2] стр. 26) строят график пропускной способности Qтр = f∙(H) трубы данного отверстия и режима протекания и график Qс = f∙(H) по данным таблицы 2.1. Искомый расчетный сбросной расход с учетом аккумуляции Qс и величина подпора H соответствуют точке пересечения двух графиков Qс и Qтр.


Для труб диаметра 1,5 и 2 м величина подпора ниже допустимого, т. е. трубы работают в безнапорном режиме. Оставляем трубу диаметра 1,5 м.

2.6. Определение высоты насыпи земполотна над трубой и длины трубы.

Минимальная высота насыпи по верховой бровке принимается исходя из формулы, Hнас (мин), м:



где hтр — высота трубы в свету, м, hтр = 1,5 м;

δ — толщина стенки трубы, м, δ = 0,14 м;

Δ — минимальная толщина засыпки над звеньями трубы, принимаемая для всех типов труб на автомобильных и городских дорогах равной 0,5 м (считая от верха трубы до низа дорожной одежды) [3];

hд.о. — толщина дорожной одежды, м, hд.о. = 0,8 м.


Длина трубы при постоянной крутизне откосов насыпи, L, м:


где Bзп — ширина земляного полотна, м, для III категории Bзп = 12 м;

Hзп — высота земляного полотна, м, по продольному профилю Hзп = 3,25 м;

m — заложение откоса, m = 1,5;

sin α — угол пересечения оси дороги с осью трубы, sin 900 = 1.


3. Проектирование поверхностного водоотвода на участке трассы а/д.

Проектируемое земляное полотно возводят в сухих местах с обеспеченным быстрым стоком поверхностных вод, а грунтовые воды расположены глубоко, поэтому принимаем боковые канавы треугольного сечения глубиной не менее 0,3 метров от поверхности земли. Крутизна откосов таких канав 1:4 и менее, что обеспечивает автомобилям возможность безопасного съезда с насыпи. С ПК 23+00 по ПК 28+00 кюветы можно не устраивать, так как насыпь достаточно высокая. С ПК 28+00 по ПК 33+10 устраиваются кюветы параллельно бровке земляного полотна, то есть с уклоном 15‰.

Назначим глубину воды в кювете 0,9 м. Определим площадь сечения потока ω, м, по формуле:


где m1, m2 — заложения откосов;

h — глубина воды в кювете, м.


Найдем смоченный периметр кювета χ, м, по формуле:


Тогда гидравлический радиус R, м:


Рассчитаем среднюю скорость потока v, м/с, при глубине 0,9 м по формуле:


где n — коэффициент шероховатости (принимаем для укрепленного грунта равным 0,03 по табл. VII. 1 [1]);

i — продольный уклон (i =0,015).


По табл. XIV. 18 и XIV. 19 [4] полученная скорость подходит для укрепления кювета грунтом толщиной 10 см.

Определим расход воды Q, м3/с, на ПК 28+00 по формуле:


Найдем расчетный расход воды для кювета Qк, м3/с на ПК 28+00 по формуле полного стока с учетом того, что площадь водосбора для данного участка равна 0,1 км2 (по карте):


Принимаем кювет треугольной формы с уклоном 15‰, длиной 510 м, глубиной 0,9 м. Назначаем укрепление кювета — укрепленный грунт толщиной 10 см.

4. Расчет элементов виража и его конструктивные схемы.

При прохождении кривой особенно неблагоприятные условия создаются для автомобиля, двигающегося по внешней полосе проезжей части, которая при двухскатном профиле имеет поперечный уклон от центра кривой. Если увеличение радиуса кривой, необходимое для обеспечения устойчивости автомобиля против заноса, по местным условиям невозможно, то устраивают односкатный поперечный профиль — вираж с уклоном проезжей части и обочин к центру кривой. Учитывая возможность гололеда, уклоны виражей обычно назначают до 60‰.

Устройство виражей предусмотрено на всех кривых в плане для дорог I категории при радиусах менее 3000 метров и на дорогах остальных категорий при радиусах менее 2000 метрах 4.14. [5]. Для нашего радиуса, равного 1000 м, поперечный уклон виража в соответствии с табл. 8 [5] стр. 9 принимается 30‰.

Переход от двухскатного к односкатному профилю виража (отгон виража) осуществляется на протяжении переходной кривой, а при ее отсутствии — на прилегающем прямом участке путем постепенного вращения сначала внешней половины проезжей части вокруг оси дороги (до получения односкатного профиля с уклоном, равным уклону двухскатного профиля), а затем вращением всей проезжей части вокруг ее внутренней кромки до необходимой величины поперечного уклона виража.

Поперечный уклон обочин на вираже принимают одинаковым с уклоном проезжей части. Переход обочин от уклона при двухскатном профиле к уклону проезжей части производят на протяжении 10 метров до начала отгона виража.

Наименьшая длина отгона виража определяется из условия, чтобы дополнительный продольный уклон наружной кромки проезжей части не превышал для дорог I-II категории 5‰, III-V категории в равнинной и пересеченной местности 10‰, в горной местности 20‰. Минимальная длина отгона Lотг, м, может быть определена по зависимости: