Отраслевой дорожный методический документ ОДМ 218.2.082-2017 Методические рекомендации по проведению гидравлических расчетов малых ИССО на автомобильных дорогах.
ОДМ 218.2.082-2017
ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ
Методические рекомендации по проведению гидравлических расчетов малых ИССО на автомобильных дорогах
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН обществом с ограниченной ответственностью "ГЕО-ПРОЕКТ" (ООО "ГЕО-ПРОЕКТ").
2 ВНЕСЕН Управлением научно-технических исследований и информационного обеспечения Федерального дорожного агентства.
3 ИЗДАН на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 20.04.2017 N 746-р.
4 ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР.
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ.
1 Область применения
Настоящий отраслевой дорожный методический документ (далее - методический документ) содержит методики гидравлических расчетов малых водопропускных сооружений на федеральных автомобильных дорогах общего пользования на стадии проектирования в рамках нового строительства, реконструкции и ремонта.
2 Нормативные ссылки
В настоящем методическом документе использованы нормативные ссылки на следующие документы:
Технический регламент Таможенного союза "Безопасность автомобильных дорог" (ТР ТС 014/2011)
СП 34.13330.2021 Автомобильные дороги (актуализированная редакция СНиП 2.05.02-85*)
СП 35.13330.2011 Мосты и трубы (актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84*)
СП 33-101-2003 Определение основных расчетных гидрологических характеристик
СП 131.13330.2020 Строительная климатология (актуализированная редакция СНиП 23-01-99*)
Примечание - При пользовании настоящим методическим документом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячным информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании данным методическим документом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем методическом документе применены следующие термины с соответствующими определениями и сокращениями:
3.1 малые водопропускные сооружения: Водопропускные трубы и малые мосты.
3.2 гидравлические расчеты: Комплекс расчетных действий с целью определения основных конструктивных и геометрических характеристик водопропускного сооружения.
3.3 отверстие трубы: Геометрический размер по внутренней поверхности трубы: для круглой - диаметр, для прямоугольной - расстояние между вертикальными стенками.
3.4 отверстие моста: Свободная ширина зеркала воды под мостом, измеренная по расчетному уровню высоких вод.
3.5 гидрологические расчеты: Раздел инженерной гидрологии, в задачи которого входит разработка методов, позволяющих рассчитать значения различных характеристик гидрологического режима.
3.6 гидрологические характеристики: Количественные оценки элементов гидрологического режима.
3.7 расчетный расход воды: Расход воды заданной вероятности превышения, принимаемый в качестве исходного значения для определения размеров проектируемых сооружений.
3.8 объем стока: Количество воды, протекающее через рассматриваемый створ водотока за какой-либо период времени.
3.9 подпор воды: Повышение уровня воды из-за наличия в русле препятствия для ее движения.
4 Общие положения
4.1 Настоящий методический документ рекомендуется применять при проектировании нового строительства, реконструкции и ремонте малых водопропускных сооружений на федеральных автомобильных дорогах общего пользования.
4.2 Результатом гидравлических расчетов малых водопропускных сооружений должен быть такой выбор водопропускного тракта, реализация которого обеспечивает выполнение требований ТР ТС 014/2011, включая требования СП 35.13330.2011.
4.3 Для водопропускных труб следует предусматривать безнапорный режим работы.
5 Классификация малых водопропускных сооружений на федеральных автомобильных дорогах общего пользования
5.1 По конструкции и компоновке в земляном полотне малые ИССО делятся:
- на водопропускные трубы;
- малые мосты.
5.2 Водопропускные трубы являются наиболее распространенным типом малых водопропускных сооружений. Ниже представлена классификация водопропускных труб:
- равнинные трубы.
- косогорные трубы;
- гладкие (бетонные, железобетонные, чугунные и т.п.),
- гофрированные (металлические, пластиковые и т.п.);
- "короткие" в гидравлическом отношении,
- "длинные" в гидравлическом отношении;
- незатопленные с нижнего бьефа,
- затопленные с нижнего бьефа;
- безнапорные,
- полунапорные,
- напорные.
6 Гидравлические расчеты равнинных труб
6.1 Общие положения
В качестве исходных данных для гидравлических расчетов используются следующие данные, получаемые в процессе гидрологических изысканий:
- расчетный расход с вероятностью превышения 1%;
- объем стока;
- топографический план бассейна водосбора;
- продольный профиль автомобильной дороги;
- поперечные профили автомобильной дороги по линиям водоразделов рассматриваемого бассейна;
- информация о наличии существующих водопропускных сооружений на рассматриваемом водотоке;
- информация о расположенных в непосредственной близости существующих автомобильных дорогах и железнодорожных линиях.
6.2 Порядок расчета железобетонных труб
6.2.1 При отсутствии соответствующих данных о гидрологических изысканиях необходимо выполнить перерасчет расхода с учетом аккумуляции. Расчет выполняют следующим образом.
Точка пересечения графиков функций даст значения расхода (на оси абсцисс) и соответствующего ему подпора (пример В.2 приложения В).
6.2.2 Предварительно назначают отверстие трубы по действующему типовому проекту с учетом требований СП 35.13330.2011.
6.2.3 Проверяют условие безнапорного режима в зависимости от типа входного оголовка (рисунок 1):
где H - подпор перед трубой, предварительно принимаемый по типовому проекту м;
Рисунок 1 - Схема протекания воды в трубе при безнапорном режиме
6.2.4 При невыполнении условия безнапорного протекания отверстие трубы увеличивается.
6.2.5 Определяют тип трубы в гидравлическом отношении.
n - коэффициент шероховатости, равный для бетонной поверхности 0,015;
Во всех остальных случаях труба считается "длинной" в гидравлическом отношении.
6.2.6 Определяют подпор перед трубой.
где m - коэффициент расхода при совершенном сжатии потока на входе, принимаемый по таблице А.2 приложения А;
6.2.7 По полученному значению подпора проверяют условие безнапорного режима протекания в соответствии с пунктом 6.2.3. При невыполнении условия отверстие трубы увеличивают и расчет подпора повторяют.
6.2.8 Выполняют следующие проверки уровня подпора:
- возвышение бровки земляного полотна по продольному профилю трассы в границах бассейна водосбора должно быть не менее чем на 0,5 м;
- отсутствие перелива воды в соседний бассейн проверяется по поперечному профилю земляного полотна автомобильной дороги в местах водоразделов;
- при наличии вблизи мостов и труб инженерных сооружений, зданий и сельскохозяйственных угодий необходимо проверить их безопасность от подтопления вследствие подпора воды перед сооружением;
- при наличии в непосредственной близости автомобильной или железной дороги с водопропускным сооружением, находящимся на том же водотоке, проверить взаимное влияние уровней подпертых вод на режим работы соседнего сооружения. Расчет взаимного влияния труб, расположенных каскадом, приведен в разделе 9.
В случае невыполнения проверок производится увеличение отверстия трубы и расчет повторяется.
6.2.9 Выясняют глубину и скорость воды на выходе из трубы и проверяют глубину размыва для принятого типа укрепления выходного русла.
Критическую глубину в общем случае определяют из выражения
Критическую глубину в руслах различной формы сечений можно также определять по графикам, приведенным на рисунках Б.2, Б.3. Б.4 приложения Б.
Алгоритм расчета нижнего бьефа трубы приведен в разделе 8.
6.3 Порядок расчета гофрированных труб
6.3.1 Минимальный диаметр трубы D, м, рассчитывают по следующей формуле:
К расчету принимают большее ближайшее типовое значение D.
6.3.2 Определяют тип трубы в гидравлическом отношении. По формуле (2) вычисляют значение критического уклона. При этом коэффициент шероховатости поверхности n равен
- в отсутствие гладкого лотка 0,02-0,03;
- при наличии гладкого лотка
Критическую глубину потока находят по графику, показанному на рисунке Б.2 приложения Б.
6.3.3 Подпор перед гидравлически "длинной" трубой в безнапорном режиме находят по формуле
6.3.4 Глубину воды на выходе из трубы определяют по следующим формулам:
7 Гидравлические расчеты косогорных труб
7.1 Общие положения
7.1.1 К косогорным относятся трубы со средним уклоном более 0,02. Косогорные трубы способны пропускать расход больше расчетного, получаемого для равнинных труб. Учет аккумуляции при расчете косогорных труб не допускается.
7.1.2 В гидравлическом отношении возможны два варианта работы косогорных труб:
- трубы уложены на местности с уклоном более 0,02, на входе в которые поток находится в спокойном состоянии. Это возможно либо при отсутствии подводящих быстротоков, либо при наличии за быстротоком перед трубой водоприемного колодца. Для такого типа косогорных труб пропускная способность определяется как для равнинных (раздел 6);
- наиболее типичный вариант - трубы с условиями косогорного входа, т.е. имеющие подводящий быстроток и бурный поток на входе в трубу.
7.1.3 При сопряжении быстротока с трубой устраивается участок сужения или сужающийся быстроток. В результате гидравлического расчета сужающегося быстротока получаются скорости потока, средние и максимальные глубины в конце сужения для дальнейшего расчета трубы.
7.2 Гидравлический расчет косогорных труб
7.2.1 Назначают тип и отверстие трубы по типовому проекту.
7.2.2 Рассчитывают подводящий быстроток, начиная с угла сужения 20°. Определяют глубины и скорость потока на входе в трубу.
Расчет выполняют по одномерным уравнениям гидравлики (уравнениям Сен-Венана) на ЭВМ. В качестве исходных данных для расчета задаются профили поперечного сечения сужающегося быстротока в нескольких створах, их отметки, коэффициенты шероховатости. Результатами расчета являются средние по сечению уровни свободной поверхности и скорости потока в каждом створе.
7.2.3 Расчет по методике, разработанной М.Л.Шаталовым [1].
Степень сжатия бурного потока
где l - длина фронтальной поверхности прыжка-волны, м.
тогда
K - коэффициент, учитывающий искривление линии тока вблизи стенки.
где h - переменная глубина, м;
X’ - расстояние вдоль оси X от точки излома до переменной глубины h, м;
С учетом влияния уклона дна
Строят продольный профиль глубин вдоль стенки.
K - коэффициент, учитывающий искривление струй при взаимодействии косых прыжков;
Строят продольный профиль глубин вдоль оси сооружения.
h, V - соответственно глубина, м, и средняя скорость потока, м/с;
S - продольная координата, м.
По рассчитанным глубинам с учетом запаса назначают размеры подводящего быстротока, участка сужения и звеньев трубы [4].
7.2.4 Выполняют следующие проверки:
- зазор между верхом трубы и верхом свободной поверхности на входе в трубу не должен превышать значений, допускаемых СП 35.13330.2011;
- высота максимального всплеска на стенке либо глубина гребня по оси трубы не должны превышать высоту трубы.
В случае невыполнения указанных проверок угол сужения уменьшается на 5° и расчет повторяется. Если до достижения угла сужения 10° указанные условия не выполняются - назначается повышенное звено либо увеличивается отверстие трубы до выполнения указанных условий.
7.2.5 Рассчитывают среднюю часть трубы в соответствии с положениями раздела 6. Осуществляют проверку зазора между поверхностью потока и верхом трубы в соответствии с требованиями СП 35.13330.2011. В случае невыполнения проверки назначается большее отверстие трубы.
7.2.6 Проводят расчет скоростей и глубин на выходе из трубы в соответствии с положениями раздела 6, после чего выполняют расчет и подбор конструкции укрепления выходного русла в соответствии с алгоритмом, изложенным в разделе 8.
8 Гидравлические расчеты нижнего бьефа
8.1 Конструкцию укрепления выходного русла назначают в соответствии с типовым проектом [4].
Для назначения основных размеров и типа укрепления выходных русел используют следующие гидравлические характеристики потока в нижнем бьефе: глубину, скорость, границы растекания и глубину размыва.
По результатам расчетов осуществляют назначение основных размеров (длины и ширины) укрепления на выходе из трубы, глубины заложения концевой части и, при необходимости, предусматривают мероприятия по уменьшению размывов за укреплением.
8.2 Расчет осуществляют в следующей последовательности.
- при расчетных заполнениях (полностью загруженных) - жесткие бетонные укрепления с концевой частью в виде предохранительного откоса либо вертикальной стенки с каменной наброской;
- заполнениях менее расчетных - те же типы укреплений, что указаны выше, но без каменной наброски.
9 Гидравлические расчеты труб, расположенных каскадом
9.1 При выполнении расчета равнинных труб в соответствии с алгоритмом, изложенным в разделе 6, возможен случай расположения труб на одном водотоке. В этом случае необходимо учесть взаимное влияние гидравлической работы труб, выполнив расчет в указанном ниже порядке. Расчет начинается с низовой трубы.
9.2 По расчетному расходу назначают отверстие трубы по типовому проекту.
9.3 Определяют водоток перед трубой согласно разделу 6 и соответствующую ему отметку предельного уровня высокой воды (ПУВВ).
9.4 При расчете верховой трубы выполняют проверку условия безнапорного протекания по отметке ПУВВ низовой трубы. При невыполнении проверки отверстие верховой трубы увеличивают.
При невозможности выполнения данного условия устраивается укрепление русла на участке сопряжения верховой и низовой труб.
10 Гидравлические расчеты малых мостов
10.1 По высоте насыпи назначают максимально допустимый подпор перед мостом.
10.2 По известному расходу и назначенному подпору вычисляют отверстие моста
10.3 Проверяют условие подтопления
N - критерий подтопления, определяемый по таблице А.11 приложения А.
При несоблюдении условия (47) подмостовое русло подтоплено.
а - незатопленное подмостовое русло при двухперепадном протекании; б - то же, при одноперепадном протекании; в - затопленное подмостовое русло;
Рисунок 2 - Схемы протекания потока под мостом
В зависимости от отверстия моста b, м, мосты делятся:
У широкосливных мостов при увеличении отверстия пропускная способность увеличивается, что учитывается через коэффициент расхода m.
10.4 Если подмостовое русло не подтоплено, то:
- при двухперепадном протекании потока в сжатом сечении
- при одноперепадном протекании потока под мостом максимальную расчетную скорость устанавливают на выходе из-под моста при глубине потока, равной бытовой глубине воды в нижнем бьефе,
10.5 Если подмостовое русло подтоплено, то:
- проверяют достаточность возвышения низа пролетного строения;
10.6 По таблице А.12 приложения А назначают тип укрепления подмостового русла.
Приложение А
Гидравлические характеристики труб и сведения о профилях лога
Очертание зеркала воды пруда в плане | Значение коэффициента в зависимости от профиля лога | |||
с линиями урезов | Продольный профиль | Поперечный профиль (берегов) | ||
| перед сооружением | выпуклый | прямолинейный | вогнутый |
Вогнутыми | Выпуклый | 190 | 230 | 270 |
| Прямоугольный | 230 | 280 | 320 |
| Вогнутый | 270 | 320 | 380 |
Прямолинейными | Выпуклый | 230 | 280 | 320 |
| Прямолинейный | 280 | 330 | 370 |
| Вогнутый | 320 | 370 | 450 |
Выпуклыми | Выпуклый | 270 | 320 | 380 |
| Прямолинейный | 320 | 370 | 450 |
| Вогнутый | 380 | 450 | 530 |
Таблица А.2 - Гидравлические характеристики труб
Форма поперечного | Расчетные коэффи- | Гидравлические характеристики труб при типах входных оголовков | ||||||
сечения | циенты | без | порта- | кори- | ворот- | раструбных | ||
трубы |
| оголо- вков | льных с кону- сами | дорных | нико- вых 0 ° | 10° | 20° | 30°-45° |
Прямо- угольная | m | 0,310 | 0,325 | 0,340 | 0,315 | 0,36 | 0,36 | 0,35 |
| 0,86 | 0,74 | 0,83 | 0,74 | 0,76 | 0,78 | 0,81 | |
| 0,63 | 0,62 | 0,61 | 9,58 | 0,61 | 0,64 | 0,68 | |
Круглая | m | 0,31 | 0,31 | 0,32 | 0,31 | 0,33 | 0,33 (0,35) | 0,33 |
| 0,66 | 0,79 | 0,79 | 0,75 | 0,79 | 0,79 | 0,79 | |
| 0,56 | 0,65 | 0,58 | 0,62 | 0,66 | 0,69 | 0,70 | |
Овоидальная | - | 0,63 | 0,69 | - | - | 0,63 | - | |
| - | 0,60 | 0,58 | - | - | 0,61 | - |
Таблица А.3 - Значение параметра расхода труб
Форма попере- чного сечения трубы | Формула для расчета параметра расхода | Запол- нение входного сечения | Значение параметра расхода труб при типах входных оголовков | ||||||
|
|
| без | порта- | кори- | ворот- | раструбных | ||
|
|
| оголо- вков | льных с кону- сами | дорных | нико- вых 0 ° | 0 ° | 20 ° | 30°-45° |
Прямо- угольная | 0,833 | - | 0,420 | - | 0,565 | 0,570 | 0,580 | 0,525 | |
|
| 1,0 | - | 0,560 | - | 0,588 | 0,620 | 0,665 | 0,645 |
Круглая | 0,75 | 0,275 | 0,275 | - | 0,400 | 0,300 | 0,305 (0,390) | 0,300 | |
|
| 1,0 | 0,415 | 0,440 |
| 0,460 | 0,475 | 0,495 (0,600) | 0,475 |
Овоидаль- ная | 0,75 | - | 0,325 | 0,545 | - | - | 0,350 | - | |
|
| 1,0 | - | 0,455 | 0,605 | - | - | 0,485 | - |
Таблица А.4 - Граничные значения параметра расхода труб
Тип трубы | Граничные значения параметра расхода | Коэффициент |
Круглая | 1,2 | 0,93 |
Овоидальная | 1,2 | 0,79 |
Прямоугольная | 0,8 | 0,88 |
Тип трубы | Параметр расхода | Коэффициент | Показатель степени |
Круглая | 0,8
| 0,98 | 0,50 |
| 0,8 1,8 | 0,88 | 0,25 |
Овоидальная | 0,8
| 0,80 | 0,55 |
| 0,8 1,6 | 0,75 | 0,25 |
Прямоугольная | 0,8 1,6 | 0,88 | 0,667 |
Таблица А.6 - Значения коэффициента расхода m для различных типов оголовков металлических гофрированных труб
Тип оголовка | Коэффициент расхода m |
Без оголовка (вертикальный срез) | 0,33 |
Срезанный параллельно откосу | 0,33 |
Значение величины при диаметре трубы D, м | ||||||
| 1,0 | 1,25 | 1,5 | 2,0 | 3,0 | 5,0 |
0,02 | 0,49 | 0,61 | 0,73 | 0,98 | 1,47 | 2,45 |
0,03 | 0,52 | 0,65 | 0,78 | 1,04 | 1,56 | 2,60 |
0,04 | 0,57 | 0,71 | 0,85 | 1,14 | 1,71 | 2,85 |
0,05 | 0,59 | 0,73 | 0,88 | 1,18 | 1,77 | 2,95 |
0,06 | 0,62 | 0,78 | 0,93 | 1,24 | 1,86 | 3,10 |
0,07 | 0,63 | 0,78 | 0,94 | 1,26 | 1,89 | 3,15 |
0,08 | 0,64 | 0,80 | 0,96 | 1,28 | 1,92 | 3,20 |
0,09 | 0,66 | 0,82 | 0,99 | 1,32 | 1,98 | 3,30 |
0,10 | 0,67 | 0,83 | 1,00 | 1,34 | 2,01 | 3,35 |
0,12 | 0,69 | 0,86 | 1,03 | 1,38 | 2,07 | 3,45 |
0,14 | 0,72 | 0,90 | 1,08 | 1,44 | 2,16 | 3,60 |
0,16 | 0,74 | 0,92 | 1,10 | 1,47 | 2,20 | 3,68 |
0,18 | 0,76 | 0,94 | 1,13 | 1,51 | 2,26 | 3,78 |
0,20 | 0,77 | 0,96 | 1,15 | 1,34 | 2,31 | 3,85 |
0,25 | 0,79 | 0,99 | 1,18 | 1,58 | 2,37 | 3,95 |
0,30 | 0,81 | 1,01 | 1,21 | 1,62 | 2,43 | 4,05 |
0,35 | 0,32 | 1,02 | 1,23 | 1,64 | 2,46 | 4,10 |
0,40 | 0,83 | 1,03 | 1,24 | 1,66 | 2,49 | 4,15 |
0,45 | 0,84 | 1,04 | 1,25 | 1,67 | 2,50 | 4,18 |
0,50 | 0,84 | 1,05 | 1,26 | 1,68 | 2,52 | 4,20 |
0,55 | 0,84 | 1,05 | 1,26 | 1,68 | 2,52 | 4,20 |
0,60 | 0,34 | 1,05 | 1,26 | 1,68 | 2,52 | 4,20 |
0,65 | 0,84 | 1,05 | 1,26 | 1,68 | 2,52 | 4,20 |
0,70 | 0,83 | 1,03 | 1,24 | 1,66 | 2,49 | 4,15 |
Таблица А.8 - Крутизна низового откоса воронки размыва верхового сооружения
1 | 2,0 |
2 | 5,5 |
3 | 5,5 |
4 | 4,5 |
6 | 3,5 |
8 | 3,0 |
10 | 2,7 |
15 | 2,0 |
Таблица А.9 - Значения коэффициента расхода для различных типов мостов
Тип моста | |
С обратными стенками и конусами | 0,32 |
С откосными крыльями | 0,35 |
С заборными стенками | 0,32 |
Эстакадные с конусами | 0,33 |
Таблица А.10 - Параметры для расчета малых мостов по затопленной схеме
Параметры для расчета малых мостов по затопленной схеме | |||||||||||||||
| |||||||||||||||
| m=0,32 | m=0,33 | m=0,34 | ||||||||||||
0,81 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 1,00 | 0,61 | 1,00 | 1,23 | 7,30 |
0,82 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0,98 | 0,63 | 1,10 | 1,20 | 6,30 |
0,83 | - | - | - | - | - | 1,00 | 0,60 | 1,10 | 1,20 | 7,10 | 0,96 | 0,65 | 1,20 | 1,17 | 5,50 |
0,84 | 1,00 | 0,59 | 1,00 | 1,19 | 6,90 | 0,98 | 0,62 | 1,25 | 1,17 | 6,10 | 0,94 | 0,67 | 1,31 | 1,14 | 4,73 |
0,86 | 0,96 | 0,64 | 1,26 | 1,13 | 4,80 | 0,93 | 0,67 | 1,50 | 1,11 | 4,30 | 0,90 | 0,71 | 1,56 | 1,08 | 3,60 |
0,88 | 0,90 | 0,69 | 1,57 | 1,07 | 3,40 | 0,88 | 0,7 | 1,80 | 1,05 | 3,00 | 0,85 | 0,75 | 1,88 | 1,02 | 2,60 |
0,90 | 0,84 | 0,74 | 2,04 | 1,00 | 2,25 | 0,82 | 0,76 | 2,08 | 0,97 | 2,10 | 0,79 | 0,80 | 2,35 | 0,95 | 1,95 |
0,92 | 0,76 | 0,80 | 2,65 | 0,92 | 1,40 | 0,75 | 0,81 | 2,68 | 0,90 | 1,35 | 0,72 | 0,84 | 2,90 | 0,88 | 1,15 |
0,94 | 0,67 | 0,85 | 3,52 | 0,82 | 0,80 | 0,66 | 0,86 | 3,57 | 0,81 | 0,80 | 0,64 | 0,88 | 3,70 | 0,78 | 0,70 |
0,96 | 0,56 | 0,90 | 5,00 | 0,71 | 0,40 | 0,55 | 0,91 | 5,20 | 0,70 | 0,35 | 0,53 | 0,92 | 5,30 | 0,68 | 0,35 |
0,98 | 0,40 | 0,95 | 8,60 | 0,55 | 0,10 | 0,39 | 0,95 | 8,65 | 0,54 | 0,10 | 0,38 | 0,96 | 8,65 | 0,53 | 0,10 |
0,99 | 0,28 | 0,97 | 15,00 | 0,43 | 0,05 | 0,28 | 0,98 | 15,00 | 0,43 | 0,05 | 0,27 | 0,98 | 15,00 | 0,42 | 0,05 |
Продолжение таблицы А.10
Параметры для расчета малых мостов по затопленной схеме | ||||||||||
| ||||||||||
| m=0,35 | m=0,36 | ||||||||
0,78 | - | - | - | - | - | 1,0 | 0,64 | 1,0 | 1,28 | 8,05 |
0,80 | 1,0 | 0,63 | 1,0 | 1,25 | 7,75 | 0,97 | 0,67 | 1,14 | 1,23 | 6,50 |
0,82 | 0,97 | 0,67 | 1,18 | 1,19 | 6,00 | 0,94 | 0,71 | 1,34 | 1,17 | 5,10 |
0,84 | 0,93 | 0,70 | 1,36 | 1,13 | 4,60 | 0,91 | 0,74 | 1,54 | 1,11 | 4,05 |
0,86 | 0,89 | 0,74 | 1,61 | 1,07 | 3,60 | 0,86 | 0,77 | 1,77 | 1,05 | 3,05 |
0,88 | 0,84 | 0,78 | 1,94 | 1,01 | 2,55 | 0,81 | 0,81 | 2,11 | 0,99 | 2,25 |
0,90 | 0,78 | 0,82 | 2,36 | 0,94 | 1,80 | 0,75 | 0,84 | 2,53 | 0,92 | 1,55 |
0,92 | 0,71 | 0,85 | 2,90 | 0,86 | 1,15 | 0,69 | 0,87 | 3,05 | 0,85 | 1,05 |
0,94 | 0,62 | 0,89 | 3,80 | 0,77 | 0,65 | 0,60 | 0,90 | 3,90 | 0,76 | 0,60 |
0,96 | 0,52 | 0,93 | 5,20 | 0,67 | 0,35 | 0,51 | 0,93 | 5,20 | 0,67 | 0,35 |
0,98 | 0,37 | 0,96 | 8,65 | 0,53 | 0,10 | 0,36 | 0,97 | 8,70 | 0,52 | 0,10 |
0,99 | 0,27 | 0,98 | 15,00 | 0,42 | 0,05 | 0,26 | 0,98 | 15,00 | 0,41 | 0,05 |
Окончание таблицы А.10
Параметры для расчета малых мостов по затопленной схеме | ||||||||||
| ||||||||||
| m=0,37 | m=0,38 | ||||||||
0,74 | - | - | - | - | - | 1,00 | 0,68 | 1,0 | 1,35 | 8,95 |
0,76 | 1,0 | 0,66 | 1,0 | 1,33 | 8,70 | 0,97 | 0,70 | 1,15 | 1,30 | 7,10 |
0,78 | 0,97 | 0,69 | 1,15 | 1,27 | 6,95 | 0,95 | 0,73 | 1,30 | 1,25 | 5,90 |
0,80 | 0,95 | 0,72 | 1,28 | 1,21 | 5,80 | 0,93 | 0,75 | 1,42 | 1,19 | 5,05 |
0,82 | 0,92 | 0,74 | 1,50 | 1,15 | 4,50 | 0,90 | 0,78 | 1,65 | 1,13 | 3,90 |
0,84 | 0,89 | 0,77 | 1,70 | 1,09 | 3,66 | 0,87 | 0,80 | 1,85 | 1,07 | 3,25 |
0,86 | 0,84 | 0,80 | 1,92 | 1,03 | 2,85 | 0,85 | 0,83 | 2,09 | 1,01 | 2,45 |
0,88 | 0,79 | 0,83 | 2,20 | 0,97 | 2,15 | 0,78 | 0,85 | 2,35 | 0,95 | 1,95 |
0,90 | 0,73 | 0,85 | 2,65 | 0,90 | 1,47 | 0,72 | 0,87 | 2,80 | 0,88 | 1,37 |
0,92 | 0,67 | 0,88 | 3,15 | 0,84 | 0,95 | 0,66 | 0,90 | 3,30 | 0,83 | 0,85 |
0,94 | 0,59 | 0,81 | 4,05 | 0,75 | 0,55 | 0,58 | 0,92 | 4,15 | 0,74 | 0,50 |
0,96 | 0,50 | 0,94 | 5,25 | 0,66 | 0,35 | 0,49 | 0,95 | 5,30 | 0,66 | 0,35 |
0,98 | 0,35 | 0,97 | 8,70 | 0,52 | 0,10 | 0,34 | 0,98 | 8,70 | 0,51 | 0,10 |
0,99 | 0,26 | 0,98 | 15,00 | 0,40 | 0,05 | 0,25 | 0,99 | 15,00 | 0,40 | 0,05 |
Таблица А.11 - Коэффициенты для расчета малых мостов
m | N | ||
0,32 | 0,84 | 0,45 | 0,76 |
0,33 | 0,83 | 0,47 | 0,78 |
0,34 | 0,81 | 0,49 | 0,81 |
0,35 | 0,80 | 0,52 | 0,83 |
0,36 | 0,78 | 0,54 | 0,84 |
0,37 | 0,76 | 0,56 | 0,86 |
0,38 | 0,74 | 0,58 | 0,88 |
Таблица А.12 - Типы укреплений подмостового русла
Схема | Дли- | Про- | Вы- | П, | В, | Тип укрепления | |||||||||||||||||||
моста (рису- | на про- | лет в свету | сота насы- | м | , | Каменная наброска | Монолитный бетон | Плиты 49x49, | Гибкие плитные покрытия | ||||||||||||||||
нок А.1) | лет- ного | , | пи |
| м |
|
| 10 см | 7,5 см | 15 см | |||||||||||||||
| стро- ения , м | м | , м |
|
| V, м/с | H, м | , м | Q, м /с | V, м/с | H, м | , м | Q, м /с | V, м/с | H, м | , м | Q, м /с | V, м/с | H, м | , м | Q, м /с | V, м/с | H, м | , м | Q, м /с |
Схема | 6,00 | 4,60 | 2,5 | 0,40 | 3,80 | 2,08 | 0,44 | 0,20 | 1,6 | 4,43 | 2,00 | 0,87 | 15,5 | 2,50 | 0,84 | 0,29 | 2,8 | 2,29 | 0,54 | 0,25 | 2,2 | 3,33 | 1,13 | 0,51 | 6,6 |
1 |
|
| 6,0 | 0,85 | 2,90 |
|
|
| 1,2 | 5,42 | 3,00 | 1,33 | 21,7 |
|
|
| 2,1 |
|
|
| 1,7 |
|
|
| 5,0 |
| 9,30 | 7,90 | 3,0 | 0,30 | 7,30 |
|
|
| 3,1 | 4,95 | 2,50 | 1,09 | 41,6 |
|
|
| 5,4 |
|
|
| 4,2 |
|
|
| 12,6 |
|
|
| 8,0 | 1,10 | 5,70 |
|
|
| 2,4 | 5,42 | 3,00 | 1,33 | 42,6 |
|
|
| 4,2 |
|
|
| 3,3 |
|
|
| 9,9 |
| 11,50 | 10,00 | 3,5 | 0,45 | 9,10 |
|
|
| 3,8 | 5,42 | 3,00 | 1,33 | 68,1 |
|
|
| 6,7 |
|
|
| 5,2 |
|
|
| 15,7 |
|
|
| 8,0 | 1,20 | 7,60 |
|
|
| 3,2 | 5,42 | 3,00 | 1,33 | 56,9 |
|
|
| 5,6 |
|
|
| 4,3 |
|
|
| 13,1 |
| 13,50 | 12,00 | 5,0 | 0,80 | 10,40 |
|
|
| 4,4 | 5,42 | 3,00 | 1,33 | 77,8 |
|
|
| 7,7 |
|
|
| 5,9 |
|
|
| 18,0 |
|
|
| 8,0 | 1,20 | 9,60 |
|
|
| 4,0 | 5,42 | 3,00 | 1,33 | 71,8 |
|
|
| 7,1 |
|
|
| 5,5 |
|
|
| 16,6 |
| 16,50 | 15,00 | 5,0 | 0,80 | 13,40 |
|
|
| 5,6 | 5,42 | 3,00 | 1,33 | 100,3 |
|
|
| 9,9 |
|
|
| 7,7 |
|
|
| 23,2 |
|
|
| 8,0 | 1,20 | 12,60 |
|
|
| 5,3 | 5,42 | 3,00 | 1,33 | 94,3 |
|
|
| 9,3 |
|
|
| 7,2 |
|
|
| 21,8 |
Схема | 9,30 |
| 3,0 |
| 5,32 | 2,08 | 0,44 | 0,20 | 2,4 | 4,86 | 2,41 | 1,13 | 38,4 | 2,50 | 0,84 | 0,30 | 4,3 | 2,29 | 0,54 | 0,25 | 3,3 | 3,33 | 1,13 | 0,53 | 10,7 |
2 |
|
| 4,0 |
| 2,32 |
|
|
| 1,1 | 5,42 | 3,00 | 1,41 | 34,2 |
|
|
| 2,1 |
|
|
| 1,6 |
|
|
| 5,5 |
| 11,50 |
| 3,0 |
| 7,52 |
|
|
| 3,3 | 4,74 | 2,29 | 1,07 | 46,1 |
|
|
| 5,9 |
|
|
| 4,5 |
|
|
| 14,5 |
|
|
| 4,0 |
| 4,52 |
|
|
| 2,0 | 5,42 | 3,00 | 1,41 | 50,6 |
|
|
| 3,7 |
|
|
| 2,8 |
|
|
| 9,3 |
| 13,50 |
| 3,0 |
| 9,52 |
|
|
| 4,1 | 4,62 | 2,18 | 1,01 | 51,7 |
|
|
| 7,4 |
|
|
| 5,7 |
|
|
| 17,9 |
|
|
| 5,0 |
| 3,52 |
|
|
| 1,6 | 5,42 | 3,00 | 1,41 | 43,2 |
|
|
| 2,9 |
|
|
| 2,2 |
|
|
| 7,6 |
| 16,50 |
| 3,0 |
| 12,52 |
|
|
| 5,4 | 4,36 | 1,94 | 0,90 | 54,4 |
|
|
| 9,6 |
|
|
| 7,4 |
|
|
| 23,1 |
|
|
| 5,0 |
| 6,52 |
|
|
| 2,9 | 5,42 | 3,00 | 1,41 | 65,6 |
|
|
| 5,2 |
|
|
| 4,0 |
|
|
| 12,7 |
Схема 1
Схема 2
Рисунок А.1 - Схемы моста
Приложение Б
Графики для определения параметров потока
I - сечение трубы круглое; II - то же, лотковое; III - то же, овоидальное
Рисунок Б.1 - График для определения средней ширины потока в сечении с критической глубиной в трубах с непрямоугольным сечением
Рисунок Б.2 - График для определения критической глубины потока в круглых трубах
1 - труба без оголовка с вертикальным срезом; 2 - то же, со срезом параллельно откосу насыпи
Рисунок Б.5 - График для определения глубины потока на входе в трубу
Рисунок Б.6 - Графики для расчета "безволнового" сужения
Рисунок Б.7 - Графики (а, б, в) для определения второго косого прыжка
Приложение В
Примеры расчетов
Требуется подобрать отверстие трубы и определить подпертые глубины, а также глубины и скорости на выходе из нее.
Решение
2 Находим отверстие трубы.
По графику, приведенному на рисунке 2 приложения Б, определяем для трубы без оголовка с вертикальным срезом параметры расхода, соответствующие указанным заполнениям:
Зная параметры расхода, находим по ним минимальные диаметры трубы по формуле (12):
Принимаем к расчету ближайшее большее типовое отверстие D=2 м.
3 Устанавливаем, будет ли труба "длинной" или "короткой" в гидравлическом отношении.
Следовательно, труба "короткая".
4 Определяем подпертые глубины перед трубой из формулы (5) для безнапорного режима.
Требования технических условий выдержаны.
6 Определяем глубины воды и скорости потока на выходе из трубы соответственно по пунктам 6.3.5 и 6.3.6:
Решение
Совмещаем полученный график с графиком пропускной способности труб и на пересечении графиков находим расход и подпор перед трубой с учетом аккумуляции (рисунок В.1).
Рисунок В.1 - Определение отверстия трубы с учетом аккумуляции графическим методом (цифры на кривых соответствуют отверстию трубы, м)
Решение
4 Определяем размер отверстия моста
5 Уточненное значение напора
6 По формуле (51) вычисляем глубину потока в расчетном сечении
а по формуле (50) - скорость протекания потока в подмостовом русле
Библиография
[1] |
| Шаталов М.Л. Бурный поток на участке прямолинейного сужения: Дисс. ... канд. техн. наук, 1984
|
[2] |
| Унифицированные косогорные водопропускные трубы для железных и автомобильных дорог. Типовой проект ОАО "Трансмост", 2011
|
[3] |
| Пособие по гидравлическим расчетам малых водопропускных сооружений, 1992
|
[4] |
| Укрепление русел, конусов и откосов насыпей у малых и средних мостов и водопропускных труб. Типовой проект ОАО "Трансмост", 2012 |
ОКС |
|
Ключевые слова: малые искусственные сооружения, водопропускные трубы, малые мосты, гидравлические расчеты |
Руководитель организации-разработчика | ||
ООО "ГЕО-ПРОЕКТ" | ||
| ||
Генеральный директор |
| М.Ю.Артемьев |