Проектирование малых искусственных сооружений

Проектирование малых искусственных сооружений. Для проектирования малых мостов и труб необходимо знать, где и каких условиях будет работать сооружение, какой максимальный расход оно должно пропустить.

В соответствии с заданием ливневый район № 6.По таблице определяется расчётная вероятность превышения паводка (ВП): Сооружения Категория дороги Вероятность превышения максимальных расходов расчётных паводков, % Малые мосты и трубы І 1 То же ІІ, ІІІ и городские улицы и дороги 2 То же ІV, V 3 В данном курсовом проекте ведём расчёт одной трубы, которая находится между девятым и десятым пикетами. 3.1 Определение максимального расхода от ливневых вод Максимальный расход ливневых вод заданной вероятности превышения на малых водосборах рассчитывается по формуле стока: , , где ар – расчётная интенсивность ливня той же вероятности, что и искомый расход, мм/мин, зависящий от продолжительности ливня; а – интенсивность дождя продолжительностью 1 час, устанавливается в зависимости от ливневого бассейна и ВП, Районы Интенсивность ливня часовой продолжительности, мм/мин, при вероятности превышения, % 10 5 4 3 2 1 0,3 0,1 1 0,27 0,27 0,29 0,32 0,34 0,4 0,49 0,57 2 0,29 0,36 0,39 0,42 0,45 0,5 0,61 0,75 3 0,29 0,41 0,47 0,52 0,58 0,7 0,95 1,15 4 0,45 0,59 0,64 0,69 0,74 0,9 1,14 1,32 5 0,46 0,62 0,69 0,75 0,82 0,97 1,26 1,48 6 0,49 0,65 0,73 0,81 0,89 1,01 1,46 1,79 7 0,54 0,74 0,82 0,89 0,97 1,15 1,5 1,99 8 0,79 0,98 1,07 1,15 1,24 1,41 1,78 2,07 9 0,81 1,02 1,11 1,2 1,28 1,48 1,83 2,14 10 0,82 1,11 1,23 1,35 1,46 1,74 2,25 2,65 F – площадь водосборного бассейна, км2, F=0,039 км2; α- коэффициент стока, зависящий от вида грунтов на поверхности водосбора, Вид и характер поверхности Коэффициент α при площадях водосбора, км2 0 -1 1- 10 10 – 100 Асфальт, бетон, скала без трещин 1,0 1,0 1,0 Жирная глина, такыры 0,7 – 0,95 0,65 – 0,95 0,65 – 0,9 Суглинки, подзолистые почвы, тундровые и болотные почвы 0,6 – 0,9 0,55 – 0,8 0,5 – 0,75 Чернозём, каштановые почвы, лёсс, карбонатные почвы 0,55 – 0,75 0,45 – 0,7 0,35 – 0,65 Супеси, степные почвы 0,3 – 0,55 0,2 – 0,5 0,2 – 0,45 Песчаные, рыхлые гравелистые каменистые почвы 0,2 0,15 0,1 α=0,2; φ- коэффициент редукции, учитывающий неполноту стока.

Для площадей до 100 км2 коэффициент редукции может быть подсчитан по формуле: , при этом для F 0,1 км2 φ=1, ; Кt – переходный коэффициент, зависящий от длины бассейна L и уклона бассейна i, L=0,150 км, i=0,016, L, км Значения Кt при уклоне бассейна i 0,0001 0,001 0,01 0,1 0,2 0,3 0,5 0,7 0,15 4,21 0,30 2,57 3,86 Полный сток 5,24 0,50 1,84 2,76 3,93 0,75 1,41 2,08 2,97 4,50 5,05 1,0 1,16 1,71 2,53 3,74 4,18 4,50 4,90 5,18 1,25 1,00 1,49 2,20 3,24 3,60 3,90 4,23 4,46 1,50 0,88 1,30 1,93 2,82 3,15 3,40 3,70 3,90 1,75 0,80 1,18 1,75 2,58 2,84 3,06 3,33 3,52 2,0 0,73 1,07 1,59 2,35 2,64 2,85 3,09 3,27 2,5 0,63 0,92 1,37 2,02 2,26 2,44 2,65 2,80 3,0 0,56 0,82 1,21 1,79 2,00 2,16 2,34 2,49 3,5 0,50 0,74 1,10 1,62 1,81 1,95 2,12 2,31 4,0 0,46 0,68 1,0 1,48 1,65 1,78 1,94 2,11 4,5 0,42 0,62 0,93 1,37 1,53 1,65 1,78 1,95 5,0 0,40 0,58 0,86 1,27 1,42 1,54 1,67 1,82 6,0 0,35 0,52 0,76 1,13 1,26 1,36 1,48 1,61 6,5 0,33 0,49 0,73 1,07 1,20 1,29 1,40 1,53 7,0 0,32 0,47 0,69 1,02 1,14 1,23 1,33 1,45 8,0 0,29 0,43 0,63 0,93 1,04 1,12 1,22 1,33 9,0 0,27 0,39 0,58 0,86 0,96 1,04 1,13 1,23 10,0 0,25 0,37 0,54 0,80 0,90 0,97 1,05 1,14 11,0 0,23 0,34 0,51 0,75 0,84 0,91 0,98 1,07 12,0 0,22 0,32 0,48 0,71 0,79 0,86 0,93 0,99 13,0 0,21 0,31 0,46 0,67 0,75 0,81 0,88 0,96 14,0 0,20 0,29 0,43 0,64 0,72 0,79 0,84 0,91 15,0 0,19 0,28 0,41 0,61 0,68 0,74 0,80 0,87 20,0 0,16 0,23 0,34 0,50 0,56 0,61 0,66 0,72 Кt=5,24 тогда мм/мин, м3/с. 3.2 Определение максимального расхода от талых вод Во многих районах территории России расход стока талых вод может оказаться больше максимального расхода от ливневых вод. Максимальный расход от снегового стока: , где hp – расчётный слой суммарного стока, мм, той же вероятности превышения, что и искомый максимальный расход, , где - многолетний средний слой стока талых вод, мм, определяется по карте (рис.9.4[2]), =90 мм; приводятся на карте для Европы для бассейнов с S >100 км2, для Азиатской части для бассейнов с S >1000 км2. Для меньших бассейнов значения, снятые с карты вводятся поправочные коэффициенты: - 1,1 при холмистом рельефе и глинистых почвах 0,9 при плоском рельефе и песчаных почвах, =99 мм; кр – модульный коэффициент, который определяется в зависимости от коэффициента вариации, ассиметрии по рисунку 9.6[2]; коэффициент вариации сυ принимают по карте изолиний (рис.9.5[2]), причём для бассейнов с площадью менее 200 км2 его значения умножают на следующие коэффициенты: Площадь бассейна, км2 0 -50 51 -100 101 - 150 151 – 200 Коэффициенты 1,25 1,20 1,15 1,05 сυ=0,5, сs=1,0, кр=3,5; мм; к0 – коэффициент дружности половодья, Природная зона (район) n к0 для малых бассейнов Зоны тундры и лесная Европейская территория СССР и Восточная Сибирь 0,17 0,010 Западная Сибирь 0,25 0,013 Лесостепная и степная зоны Европейская территория СССР (без Северного Кавказа) 0,25 0,020 Северный Кавказ 0,25 0,030 Западная Сибирь 0,25 0,030 Зона засушливых степей и полупустынь Западный и Центральный Казахстан 0,35 0,060 n – показатель, зависящий от рельефа водосборного бассейна; - коэффициенты, учитывающие снижение расхода на бассейнах, зарегулированных озёрами, залесённых и заболоченных, коэффициенты для малых водосборов, особенно при учёте озёрности в слое стока, можно принимать равными 1, так как размещение озёр на малых бассейнах – редкое явление, а лес на незначительных площадках может быть полностью сведён после строительства автомобильной дороги. м3/с; из двух полученных расчётом расходов для подбора формы сечения трубы берём наибольший, т.е. м3/с. По расчётному расходу с использованием графиков и таблиц пропускной способности определяем отверстие трубы, напор перед трубой, скорость воды на выходе (приложение3). 3.3 Определение длины трубы Длина трубы зависит от высоты насыпи у трубы Hнас которая определяется по продольному профилю после его проектирования и которая должна быть не менее минимальной высоты насыпи у трубы Hнас. Нmin, При высоте насыпи Hнас. 4,0 м длина трубы без оголовков , При высоте насыпи Hнас. 6,0 м длина трубы без оголовка, где B – ширина земляного полотна, м, B=10 м; m – коэффициент заложения откоса земляного полотна, m= 1,5; iтр. – уклон трубы; принимается равным уклону лога у сооружения, ‰, iтр. =16 ‰; n – толщина стенки оголовка: принимается равной 0,35 м; - угол между осью дороги и трубы, =630, Полная длина трубы, где М – длина оголовка, М=3,66 м. м, м. 4.