 |
Гидравлические расчеты среднего моста
|
|
|
|
В связи с тем, что у сооружения меняется режим течения воды определяем скорость воды в сооружении:
. (6.26)
Определяем подпор перед сооружением:
(6.27)
Определяем ориентировочное отверстие моста:
м. (6.28)
Назначаем типовое отверстие:
Назначаем уточненную толщину подпорок:
(6.29)
Назначаем количество пролетов:
Так как наш мост деревянный берем 
м.
Рассчитаем длину моста:
м. (6.30)
6.4 Расчёт параметров среднего моста
Исходные данные:
Расход воды в русле Q = 0,55 м3/с;
Засоренность русла отсутствует;
Материал дна – песокгравелистый;
Отсутствует заболоченность и залесенность территории;
Уклон дна русла i = 16 о/оо.
(6.31)
Для выяснения вопроса о схеме работы сооружения необходимо выявить бытовые условия его работы, т.е. определить бытовую глубину при естественном истечении воды для расчетного расхода. Бытовую глубину определяем методом подбора, так как непосредственный его замер в настоящее время не представляется возможным. Для этого вычерчиваем живые сечения русла реки.
Находим смоченный периметр по формуле:
,(6.35)
. (6.32)
Определяем площадь живого сечения по формуле:
(6.33)
Находим гидравлический радиус:
(6.38)
Определяем коэффициент Шези:
(6.39)
где Q – расход воды м3/с;
w – живое сечение русла реки, м;
С – коэффициент Шези;
R – гидравлический радиус;
i – уклон дна реки.
Полученные данные заносим в таблицу 6.1 «Расчет бытовой глубины»
Таблица 6.1 – Расчет бытовой глубины
| hб | w | χ | R | C | Q |
| 0,1 | 0,015 | 0,360555 | 0,041603 | 11,29067 | 0,000112733 |
| 0,5 | 0,375 | 1,802776 | 0,208013 | 16,8835 | 0,021071878 |
| 1,5 | 3,605551 | 0,416025 | 20,07797 | 0,200470618 | |
| 1,5 | 3,375 | 5,408327 | 0,624038 | 22,21993 | 0,748768078 |
| 7,211103 | 0,83205 | 23,87687 | 1,907208681 | ||
| 2,5 | 9,375 | 9,013878 | 1,040063 | 25,24672 | 3,938725885 |
| 13,5 | 10,81665 | 1,248075 | 26,4241 | 7,123522606 | |
| 3,5 | 18,375 | 12,61943 | 1,456088 | 27,4623 | 11,75633284 |
| 14,42221 | 1,664101 | 28,39454 | 18,14452907 | ||
| 4,5 | 30,375 | 16,22498 | 1,872113 | 29,24307 | 26,60672365 |
| 37,5 | 18,02776 | 2,080126 | 30,02358 | 37,47168677 | |
| 5,5 | 45,375 | 19,83053 | 2,288138 | 30,74755 | 51,07748088 |
| 21,63331 | 2,496151 | 31,42373 | 67,77075014 |
|
|
|
На основании полученных данных строим график расходов (Рис.6.1) и определяем глубину, соответствующую данному расходу, h =1,36 м.
Рисунок 6.1 – График зависимости расхода от бытовой глубины.
Находим минимальную рабочую отметку при подходе к мосту:
(6.34)
РАСЧЕТ ОБЪЕМОВ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ
Одной из обязательных задач, которую приходится решать при проектировании автомобильных дорог является подсчёт объёмов земляных работ, которые затем используют для решения задачи распределения земляных масс, разработки проекта организации строительства и определения сметной стоимости строительства.
Объем земляных работ V, который нужно произвести для возведения насыпи, вычисляется по следующей формуле:
(7.1)
Для выемки объем земляных работ будет вычисляться по формуле:
, м³ (7.2)
где 
длина насыпи, м;
площадь сливной призмы, м³;
B – ширина земляного полотна; B=4.5 м;
коэффициент крутизны откоса, 
;
и 
высота насыпи в начале и конце отрезка длиной L, м.
- поправка, вводимая при Н1-Н2>1м.
площадь сливной призмы, определяем по формуле:
где 
-уклон; =0,03
B – шириназп, В = 7,86
Результаты расчёта приведены в таблице 7.1.
Таблица 7.1 - Ведомость расчета объемов земляных работ
| ПК | Отметка, м | Проектные отметки | Рабочие отметки | H1-H2 | Sh | поправка | Объем | |
| ПК0 | 113,12 | 113,62 | 0,5 | 0,62 | 2,01 | 201,1335 | ||
| ПК1 | 112,5 | 112,62 | 0,12 | 1,25 | 0,52 | 0,29 | 81,09035 | |
| ПК2 | 111,25 | 111,62 | 0,37 | 1,25 | 1,50 | 0,29 | 179,3403 | |
| ПК3 | 110,62 | 0,62 | 2,48 | 248,2935 | ||||
| 109,61 | 0,61 | 2,44 | ||||||
| ПК4 | 108,5 | 109,5 | 1,5 | 3,98 | 0,42 | 439,821 | ||
| 107,5 | 108,9 | 1,4 | 5,55 | |||||
| ПК5 | 107,29 | 108,29 | 1,21 | 3,98 | 0,27 | 425,0853 | ||
| ПК6 | 106,75 | 107,89 | 1,14 | 0,54 | 4,53 | 452,6535 | ||
| ПК7 | 106,5 | 107,49 | 0,99 | 0,25 | 3,94 | 393,7035 | ||
| ПК8 | 106,25 | 107,09 | 0,84 | 0,25 | 3,35 | 334,7535 | ||
| ПК9 | 105,87 | 106,89 | 1,02 | 0,38 | 4,05 | 405,4935 | ||
| ПК10 | 105,49 | 106,69 | 1,2 | 0,38 | 4,76 | 476,2335 | ||
| ПК11 | 105,37 | 106,49 | 1,12 | 0,12 | 4,45 | 444,7935 | ||
| 106,25 | 1,25 | 4,96 | ||||||
| ПК12 | 104,79 | 105,89 | 1,1 | 0,58 | 4,37 | 436,9335 | ||
| ПК13 | 104,44 | 105,29 | 0,85 | 0,35 | 3,39 | 338,6835 | ||
| ПК14 | 104,01 | 104,69 | 0,68 | 0,43 | 2,72 | 271,8735 | ||
| ПК15 | 103,75 | 104,49 | 0,74 | 0,26 | 2,95 | 295,4535 | ||
| ПК16 | 103,51 | 104,29 | 0,78 | 0,24 | 3,11 | 311,1735 | ||
| ПК17 | 103,26 | 104,09 | 0,83 | 0,25 | 3,31 | 330,8235 | ||
| ПК18 | 103,03 | 103,89 | 0,86 | 0,23 | 3,43 | 342,6135 | ||
| ПК19 | 102,78 | 103,69 | 0,91 | 0,25 | 3,62 | 362,2635 | ||
| ПК20 | 102,54 | 103,49 | 0,95 | 0,24 | 3,78 | 377,9835 | ||
| 102,54 | 103,49 | 0,95 | 3,78 | |||||
| 102,2 | 103,01 | 0,81 | 3,23 | |||||
| ПК21 | 102,13 | 102,99 | 0,86 | 0,41 | 3,43 | 342,6135 | ||
| ПК22 | 101,65 | 102,49 | 0,84 | 0,48 | 3,35 | 334,7535 | ||
| 101,25 | 101,99 | 0,74 | 2,95 | |||||
| 101,94 | 1,94 | 7,67 | ||||||
| ПК23 | 99,9 | 101,91 | 2,01 | 1,75 | 7,95 | 0,57 | 851,9853 | |
| ПК24 | 99,5 | 101,61 | 2,11 | 0,4 | 8,34 | 833,8635 | ||
| ПК25 | 99,1 | 101,31 | 2,21 | 0,4 | 8,73 | 873,1635 | ||
| ПК26 | 99,9 | 101,01 | 1,11 | 0,8 | 4,41 | 440,8635 | ||
| 101,03 | 1,03 | 4,09 | ||||||
| 101,11 | 1,11 | 4,41 | ||||||
| ПК27 | 99,31 | 101,21 | 1,9 | 0,59 | 7,51 | 751,3335 | ||
| 101,29 | 1,29 | 5,12 | ||||||
| ПК28 | 100,4 | 101,41 | 1,01 | -1,09 | 4,02 | 401,5635 | ||
| ПК29 | 100,5 | 101,61 | 1,11 | -0,1 | 4,41 | 440,8635 | ||
| 101,53 | 1,53 | 6,06 | ||||||
| ПК30 | 100,25 | 101,41 | 1,16 | 0,25 | 4,61 | |||
| ПК31 | 100,3 | 101,21 | 0,91 | 0,05 | 3,62 | 362,2635 | ||
| 101,11 | 1,11 | 4,41 | ||||||
| ПК32 | 101,01 | 1,01 | 0,3 | 4,02 | 401,5635 | |||
| ПК33 | 101,01 | 1,01 | 4,02 | 401,5635 | ||||
| ПК34 | 100,05 | 101,01 | 0,96 | -0,05 | 3,82 | 381,9135 | ||
| 100,07 | 101,01 | 0,94 | 3,74 | |||||
| ПК35 | 101,01 | 1,01 | 0,05 | 4,02 | 401,5635 | |||
| ПК36 | 100,03 | 101,01 | 0,98 | -0,03 | 3,90 | 389,7735 | ||
| 101,01 | 1,01 | 4,02 | ||||||
| 101,01 | 1,01 | 4,02 | ||||||
| ПК37 | 98,85 | 101,01 | 2,16 | 1,18 | 8,54 | 0,26 | 879,621 | |
| 98,75 | 101,01 | 2,26 | 8,93 | |||||
| 98,75 | 101,01 | 2,26 | 8,93 | |||||
| ПК38 | 101,01 | 2,01 | -0,15 | 7,95 | 794,5635 | |||
| 101,01 | 1,01 | 4,02 | ||||||
| ПК39 | 100,25 | 101,01 | 0,76 | -1,25 | 3,03 | 303,3135 | ||
| ПК40 | 100,1 | 101,01 | 0,91 | 0,15 | 3,62 | 362,2635 | ||
| 101,01 | 1,01 | 4,02 | ||||||
| 97,25 | 101,01 | 3,76 | 14,82 | |||||
| ПК41 | 97,5 | 101,01 | 3,51 | 2,6 | 13,84 | 1,27 | 1510,813 | |
| 97,25 | 101,01 | 3,76 | 14,82 | |||||
| ПК42 | 99,35 | 101,01 | 1,66 | -1,85 | 6,57 | 657,0135 | ||
| 99,4 | 101,01 | 1,61 | 6,37 | |||||
| ПК43 | 99,7 | 101,01 | 1,31 | -0,35 | 5,19 | 519,4635 |
|
|
|
|
|
|
Профильный объём земляных работ определяем как сумму объемов насыпи и выемки:
, (7.3)
где 
- профильный объем, м 
;
- суммарный объем выемок, м 
;
= 0 м 
.
- суммарный объем насыпей, м 
.
= 19786,89 м3.
.
Определяемый удельный объем земляных работ на 1 км:
РАСЧЕТ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ
8.1 Расчет дорожной одежды по измерению упругого изгиба
Дорожная одежда – укрепление проезжей части, которое выполняется в виде одного или нескольких конструктивных слоев.
Расчет дорожной одежды по упругому прогибу конструкции дорожной одежды в целом будет удовлетворять требованиям прочности и упругости по продольному прогибу.
Требуемый модуль упругости:
Етр=15,625* ln (N)-16.63; (8.1)
Етр=16* ln (N)-18.44. (8.2)
Определяем число приложений нагрузки от осей с условной нагрузкой 10 тонн в период избыточного увлажнения:
, (8.3)
где Qгод- Объём вывозки за год;
n–количество осей;n =6;
в году 2 месяца с неблагоприятными условиями,m =2/12=1/6;
- объём древесины в автомобиле.
приложений нагрузки от осей.
Так как N больше 100, то рассчитываем требуемый модуль упругости по формуле (8.2).
Етр=16* ln(1000)-18.44= 92,08 Мпа.
8.2 Расчет потребного объема материалов дорожной одежды
Определение потребного объема материала покрытия дорожной одежды (м3) осуществляется на основе нижеприведенной зависимости
(8.4)
где В - ширина проезжей части, согласно таблицы 8.1, м;
с - ширина обочины, согласно таблицы 8.1 (рисунок 8.1), м;
hПср– средняя толщина покрытия дорожной одежды (ПДО) – оптимизируемый параметр, м;
m – коэффициент крутизны откоса насыпи (при грунте насыпи крупнообломочном и песчаном, за исключением мелких и пылеватых песков, m³ 1,5; при грунте насыпи глинистом, песчаном из мелких песков m³ 1,5, песчаном пылеватом и мелком одноразмерном m³ 1,5)
|
|
|
iП – уклон проезжей части, согласно таблицы 8.1, доли ед,.;
iВО – уклон верха основания дорожной одежды, согласно таблицы 8.1, доли ед.;
КУП – коэффициент относительного уплотнения для материала покрытия;
КП – коэффициент транспортных потерь материала, КП = 1,03 – 1,05;
L – длина участка, м.
Т 
Рисунок 8.1 – Расчетный поперечный профиль лесовозной дороги
Определение потребного объема материала основания дорожной одежды производится по формуле
(8.5)
где hОср- средняя толщина основания дорожной одежды (ОДО) – оптимизируемый параметр, м;
iЗП - уклон земляного полотна, доли ед., согласно таблице 3.1.
8.2.1 Определение фактического модуля упругости двухслойной дорожной одежды
Эквивалентная толщина слоя (ЗП + ОДО) [15]
(8.6)
где ЕО - модуль упругости материала ОДО, МПа;
ЕГР - модуль упругости грунта земляного полотна, МПа.
Принимаем расчетную группу автомобилей А1 (100 кН), давление на поверхность проезжей части p = 0,6 МПа, диаметр эквивалентного круга в статике D = 0,33 м.
Эквивалентный модуль упругости слоя (ЗП + ОДО)
(8.7)
Эквивалентная толщина слоя ((ЗП + ОДО) + ПДО)
(8.8)
Фактический модуль упругости дорожной одежды
(8.9)
Полученное значение меньше допустимого, это означает что нам придется использовать укрепление земляного полотна.
8.2.2 Расчет дорожной одежды, армированной георешетками
Определяем коэффициент усиления
(8.10)
= 1,88
где 
(8.11)
(8.12)
(8.13)
a0 = 0,14;
a1 = 0,39;
a2 = 0,33;
a3 = 0,84;
a11 = -0,07;
a12 = -0,24;
a13 = -0,34;
a22 = -2,16;
a23 = -0,23;
a33 = -0,26.
Модуль упругости армированной дорожной одежды определится из выражения
(8.14)
8.2.3 Расчет дорожной одежды, армированной геотекстилем
Рассчитываем сжимающее напряжение (МПа)
(8.15)
где ЕВ - общий модуль упругости слоев, лежащих выше линии раздела, МПа
(8.16)
Эквивалентная толщина системы (ОДО + ПДО)
(8.17)
Далее определяем коэффициент упрочнения грунта земляного полотна a, исходя из уравнений (рисунок 8.2).
у – коэффициент упрочнения, х – толщина слоя дорожной одежды, м.
Рисунок 8.2 – Номограмма к определению упрочнения грунта земляного полотна
(материал типа дорнит)
Определяем модуль упругости упрочненного грунта земляного полотна
(8.18)
Расчет повторяют согласно вышеописанной схеме по формулам (8.5) – (8.8).
Эквивалентная толщина слоя (ЗП + ОДО)
(8.19)
где ЕО - модуль упругости материала ОДО, МПа (таблица8.2);
|
|
|
Эквивалентный модуль упругости слоя (ЗП + ОДО)
(8.20)
Эквивалентная толщина слоя ((ЗП + ОДО) + ПДО)
(8.21)
Фактический модуль упругости дорожной одежды
(8.22)
Вычерчиваем график экономической эффективности проектных решений рисунок 8.3.
Рисунок 8.3 - График экономической эффективности (георешетка)
Вывод: Был произведен расчет экономической эффективности в ходе которого было установлено, что использование георешетки увеличит затраты на возведение дорожной одежды.
8.2.4 Ограничения
В соответствии с [9], конструкция дорожной одежды в целом удовлетворяет требованиям прочности и надежности по величине упругого прогиба при условии:
(8.23)
где ЕФ - фактический модуль упругости конструкции, МПа;
ЕТР - минимальный требуемый общий модуль упругости конструкции, МПа;
КТРПР- требуемый коэффициент прочности дорожной одежды по критерию упругого прогиба, принимаемый [9] при уровне надежности 0,7 равным 0,9, при 0,9 – 1,06.
Отсюда следует:
· объем материала покрытия дорожной одежды (м3):
· объем материала основания дорожной одежды (м3):
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе курсовой работы, я ознакомилась с основными принципами размещения автодороги, ее направлением, запроектировала дорогу в трех измерениях: в плане, продольном профиле и поперечном профиле. Выбранная двухслойная дорожная одежда удовлетворяет всем условиям по ее строительству (упругий прогиб, сдвигоустойчивость, морозоустойчивость).
Ознакомилась с новыми инженерными задачами, такими как устройство переходной кривой и виража, для обеспечения плавности хода и лишения центробежной силы возможности возрастать на участках поворота трассы.
Произвела расчет водопропускных сооружений – трубы, канавы и моста.
|
|
|
