Гидравлический расчет длинных водопропускных труб по трассе а/м дорог.

Виды транспорта.(см. 2-5)

1) Ж/д транспорт- вид транспорта, предназначенный для перевозки грузов на дальние расстояния.

2) Автотранспорт- предн-н для перевозки срочных грузов.

3) Трубопроводный транспорт- наиболее экономичный транспорт для перемещения жидких товаров и газа

4) Водный транспорт- самый дешевый вид транспорта. В последнее время роль его уменьшается.

5) А/м вид транспорта- обеспечивает все виды перевозок (внутрихозяйственный и межхозяйственный)

Этот вид транспорта экономически целесообразен при перевозке грузов и пассажиров до 400 км.Средняя дальность перевозок а/м транспортом 16-20 км. На автотранспорт приходится 80% перевозок по России.

 

Условия движения а/м по прямой.

На прямолинейных участках дороги, безопасность дв-я а/м обеспечивается достаточной шириной проезжей части и надлежащим сцеплением колеса а/м с поверхностью дороги.

Сила сцепления колес а/м с дорожным покрытием зависит от веса а/м, приходящегося на ведущее колесо и от коэффициента j с дорожным покрытием.

j=Р_к/G

G- вес а/м

Р_к/G-это отн-е окружного тягового усилия при к-м начинается пробуксовывание к весу а/м, приходящегося на ведущее колесо.

На величину j большое влияние оказывает состояние дорожного покрытия.

Для улучшения сцепления с дорогой беговую дорожку пневматических шин, делают рифленой, а пов-ть дорожного покрытия- шероховатой.

При увлажнении и загрязнении коэффициент сцепления уменьшается.

Если пов-ть сухая, шероховатая, очень чистая. j=0,7

Сухая, гладкая, чистая. j=0,6

Влажная, чистая. j=0,5

Гладкая, мокрая. j=0,4-0,3

Мокрая, грязная. j=0,2-0,3

Определенное покрытие(гололед). j=0,1-0,05

Длина тормозного пути обратно пропорционально коэффициенту сцепления.

 

Виды дорожных изысканий и стадии проектирования.

Стр-во новых и реконструкция старых а/м дорог, предшествуют изыскания и проектные работы.

Изыск. работы делятся на экономические и технические.

Преследует цель и сиситематизацию необходимых данных и материалов для обоснования возможности целесообразности разработки проекта дорожной сети или отдельной дороги.

Эконом-е изыскания бывают:

-комплексные

-титульные

Комплексные проводятся для размещения сетей определенной административной или экономической еденицей.

Титульные изыскания выполняются

При проектировании отдельных дорог(в сети титулов)

Основным содержанием экономических изысканий является установление объемов, напрвление грузов и пассажирских транспортных связей.

Они должны учитывать перспективу связи между отд. грузооборотными пунктами.

Технические изыскания проводятся с целью установления трассы дороги закрепления ее на местности с целью определения исходных данных.

Стр-во дороги и дорожных сооружений.

Характер и объем изысканий зависит от сложности объекта природ. и других условий.

Данные эконом-х и технич-х изысканий явл. основой разработки задания на проектирование дороги и в основе самого проектирования.

В зависимости от сложности объекта проектирование работы бывает различ. степени детализации применяют 1стадийное и 2стадийное проектирование.

В 2стадийном разрабатывают технич.проекты и рабочие чертежи.

При 1стадийном-технико-рабочий проект.

На основании технико-рабочего проекта разрабатывается на строительство и реконструкцию дорог.

Изыскания могут быть рекогносцировочными и подробными.

 

Органические вяжущие.

1)Орг-е вяжущие должны иметь хорошее сцепление с минер. материалами, обеспечивать необходимое качество перемешивания, (процесс заключается в обволакивании), должны иметь хорошее обеспечение, смешивание, удобно обрабатываемость смеси при ее укладке и укатке в дорожное покрытии.

В дорожном стр-ве чаще всего применяют нефтяные и битумные, каменноугольные дегти. Используют битумонозные породы, торфяные дегти, смолы, крекинг остатки, нефтегазовые пеки. В зав-ти от скорости загустевания жидкие битумы различают:на среднегустеющие, и медленно густеющие. Для различия марок битума допускается разная температура нагрева от 50-100˚С.

Для улучшения прилипания битума к минеральным материалам и для повышения водоустойчивости- битумно-минеральных смесей применяют ПАД. Их вводят в необходимых количествах в зависимости от массы вяжущего 0,5-5%. В дорожном строительстве применяют дегти Д1,Д2,Д3....Д8, чем больше номер, тем больше вязкости. Расход органических вяжущих зависит от типа обрабатываемых грунтов и типа вяжущего составляет 3-15% от массы грунтов.

Применяют дорожные фрезы, карьерные смесительные машины.

Грунты заготавливают с учетом коэффициента уплотнения смеси (1,4-1,5). Толщина слоя покрытия от 4,5 до 8 см. Масса грунта с органическими вяжущими профилируют самоходными катками (7-8 т)

 

Гидравлический расчет длинных водопропускных труб по трассе а/м дорог.

Данный расчёт выполняется с целью определения геометрических параметров труб, обеспечивающих пропуск максимальных расходов, как талых вод, так и дождевых паводковых вод с расходами обеспеченностью 1%, формируемых на водосборах временных водотоков, русла которых пересекает трасса реконструируемой дороги. К числу таких водотоков относятся: низины, овраги, балки. Водопропускные трубы выполняются, как без фундамента, так и на сборном фундаменте.

Расчёт ведём на пропуск талых и дождевых вод.

При гидравлическом расчёте водопропускных труб под насыпями дорог необходимо определить условия, в каких они работают, а также определить влияние длины труб на их пропускную способность, то есть, выяснить к каким трубам относится данный объект: к коротким трубам или длинным.

Влияние длины водопропускных труб на их пропускную способность в настоящем проекте оцениваем для случая i≈0 согласно выражению:

4·Н ≤ l ≤ (64 – 163·m)·Н,

где Н – напор на входе в трубу, м;

m – коэффициент расхода;

m = m_σ + (0,385 – m_σ)·F_σ,

где m_σ = 0,300 – коэффициент расхода, зависящий от очертания стенок входного оголовка водопропускной трубы, согласно, принятой схемы её входной части, выпущенной из откоса насыпи «с неплавным входным оголовком»;

F_σ = ; (8)

; (9)

где ω_Н - сечение трубы, вычисляемое при глубине, равной напору над порогом – Н, м;

Ω=Н·В – площадь сечения подводящего русла;

где В - ширина потока на входе водопропускной трубы.

Допускаем возможную предельную глубину воды над порогом водопропускной трубы равной диаметру трубы, т.е. Н=1м.

Определим все вышеперечисленные параметры.

Найдем длину трубы в зависимости от высоты насыпи,категории дороги, при которой ширина земляного полотна и заложение откосов.L_тр=B_з.п.+2×h_нас×m;

Определим отметку оси тальвега в месте пересечения с осью дороги, используя топографический план местности, интерполяцией между соседними отметками горизонталей:

Полученную отметку Ñ В_тр наносим как отметку горизонтали на плане и снимаем значение В- ширины потока воды при подходе к трубе.

Вычислим значение сечения трубы ω_Н=pd²/4

Определим площадь сечения подводящего русла:

Ω=Н·В, затем

4·Н ≤ l ≤ (64 - 163·m)·Н,

Проверяем условие.

Для уточнения полученного заключения о влиянии длины водопропускной трубы на её пропускную способность используем выражение:

4·Н ≤ l ≤ (106 - 270·m)·h_k,

где h_К, м – критическая глубина в трубе, определённая по графикам А.М.Латышенкова для расхода в трубе

h_К= h_Кm·d, h_Кm=0,58 м (по графику) После полученного неравенства определяем вид трубы.

Участок автомобильной дороги на участке дороги характеризуется следующими параметрами:

водосборная площадь низины – Акм²;длина балки по тальвегу - L км;уклон по тальвегу балки - I ‰;уклон склона балки – I_СК ‰;леса занимают площадь - F_Л км² ; болота на территории низины отсутствуют.

Выполняем расчет максимального мгновенного расхода воды дождевого паводка определяем по формуле предельной интенсивности стока:

Q_Р%= ·φ·Н_1%·δ·λ_Р%·А;

где - максимальный модуль стока ежегодной вероятности превышения Р=1%, выраженный в долях от произведения (φ·Н_1%) при δ=1, определяемый в зависимости от гидрометрической характеристики русла низины - Ф_Р, продолжительности склонового добегания τ_СК, (мин.), и района. Н_1%= мм – максимальный суточный слой осадков вероятностью превышения Р=1%, определяемый по данным ближайших к бассейну низины метеорологических станций, имеющих наибольшую длительность наблюдений (м/ст. Уфа);

φ - сборный коэффициент, определяемый по формуле:

φ = , (11)

где С₂ - эмпирический коэффициент;

φ₀– сборный коэффициент стока для водосбора, площадью «А», равной 10 км², со средним уклоном водосбора I_В, равным 50‰ (для лесной зоны и серых лесных почв равен 0,28);

n₆=0.07;

n₅=0.65;

Продолжительность бассейнового добегания низины определяется по формуле:

τ_Б = 1,2·(τ_Н)^1,1 + τ_СК;

где τ_Н – продолжительность руслового добегания потока воды по тальвегу низины вычисляем по зависимости:

τ_Н = ; (12)

где τ_СК – 60 мин - продолжительность склонового добегания принимаем согласно СНиП 2.01.14-83 как для лесной зоны при заболоченности водосборного бассейна менее 20%.

Проверяем возможность пропуска расхода талых вод обеспеченностью - 1%.

Выполняем расчёт расхода 1% обеспеченности талых вод по формуле:

. (13)

где К₀– параметр, характеризующий дружность половодья;

n₁– показатель степени редукции отношения q_Р/h_Р в зависимости от площади водосбора;

h_1%– расчётный слой суммарного стока половодья 1% обеспеченности;

А – площадь водосбора низины, км²;

А₁=1 км² – дополнительная площадь водосбора, принимаемая по приложению 8 СНиП 2.01.14-83;

Определим гидрометрическую характеристику русла низины:

Ф_р= ; (14)

 

Для чистых русел постоянных равнинных рек:

λ_р=11 м /мин –гидравлический параметр русла.

Продолжительность бассейнового добегания низины определяется по формуле:

τ_Б = 1,2·(τ_Н)^1,1 + τ_СК;

где τ_Н – продолжительность руслового добегания потока воды по тальвегу низины вычисляем по зависимости:

τ_Н = ; (15)

где τ_СК – 60 мин – продолжительность склонового добегания принимаем согласно СниП 2.01.14-83 как для лесной зоны при заболоченности водосборного бассейна менее 20%.

По приложению 21 СниП 2.01.14-83 по полученным значениям Ф_Р и τ_СК определяем ,м³/с.

Проверяем возможность пропуска расхода талых вод обеспеченностью – 1%.

Определим значение максимального мгновенного расхода воды дождевого паводка:

Выполняем расчёт расхода 1% обеспеченности талых вод по формуле:

. (16)

где К₀– параметр, характеризующий дружность половодья;

n₁– показатель степени редукции отношения q_Р/h_Р в зависимости от площади водосбора;

h_1%– расчётный слой суммарного стока половодья 1% обеспеченности;

А – площадь водосбора низины, км²;

А₁=1 км² – дополнительная площадь водосбора, принимаемая по приложению 8 СНиП 2.01.14-83;

δ=1 – коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды при наличии на водотоке прудов и водохранилищ;

δ₁= - коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды в залесённых водосборных бассейнах;

где: А_Л=0,5/0,8=0,625*100%=62,5% - залесённость водосбора низины в верхней его части;

α₁ = 1,0, n₂ = 0,22, принимаются по приложению 13 СНиП 2.01.14-83.

δ₁

δ₂ – коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды в заболоченных водосборных бассейнах;

μ - коэффициент, учитывающий неравенство статистических параметров слоя стока и максимальных расходов, принимаем по приложению 7 СНиП 2.01.14-83.

Если размеры водопропускной трубы, определённые по максимальному расходу дождевого паводка 1% обеспеченности, удовлетворяют и пропуску талых вод этой же обеспеченности, то она может пропустить расход, определяемый по формуле:

Q_ТР. =m·b_К·Н·(2gН)^0,5,м³/с, (17)где b_К – средняя ширина потока в трубе в сечении с критической глубиной, она будет соответствовать критической глубине, определенной по графику А.М.Лапшенкова.

b_К=(0.75-0.8)D;

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: