Проектирование участка новой железной дороги с мостовым переходом (стр. 6 из 8)
При размещении ИССО необходимо установить, в каком количестве будут притекать поверхностные воды к отдельным пониженным точкам местности, пересекаемым полотном дороги. Решение этой задачи должно производиться на основании обследования бассейнов водотоков.
Бассейном или водосбором искусственного сооружения называется территория, с которой вода может стекать к данному сооружению.
Геометрические параметры водосбора:
1) Площадь F, км2;
2) Длина главного водотока L, км;
3) Уклон русла водотока Jл, ‰.
Сток бывает ливневый и снеговой. Расчет стока производим для бассейна среднего по площади. Для остальных бассейнов расход воды можно условно принять пропорциональным площади бассейна. Количество воды, притекающей с водосбора к водопропускному сооружению в единицу времени, называется расходом стока Q, м3/с.
Расчет расходов от ливневого стока.
Из при
ложения И /3./ по карте ливневых районов определяем группу ливневых районов – 6 и группу климатического района – III.Расход воды Qном определяем по номограмме (приложение И рисунок ПИ.2) /3/ Полный расход рассчитываем по формуле:
, (1.16)где k л – поправочный коэффициент к расходу стока дождевых поводков. При вероятности превышения расхода 0,33% k л для песчаных грунтов и супесей водосбора принимается равным 1,46.
Расчет расходов от снегового стока.
Из при
ложения И /4/ по карте-схеме определяем элементарный модуль снегового стока: С1% = 1,5.Расход воды Qном определяем по номограмме (приложение И рисунок ПИ.4) /3/. Полный расход от снегового стока равен:
.Расход воды от ливневого стока Qл = 16,06м3/с оказался больше чем от снегового стока Qсн = 1 м3/с. Поэтому за расчетный принимаем расход от ливневого стока: Qр = Qл = 16,06 м3/с. Для Qр подбираем ИССО. Подбор ИССО приведен в таблице 1.4.
| № ИССО | Площадь водосбора F, км2 | Уклон лога J, ‰ | Расчетный расход воды Q, м3/с | Тип ИССО | Отверстие | Высота | |
| необходимая | по профилю | ||||||
| 1 | 1,7 | 8 | 16,06 | КЖБТ | Ø 2,0 | 3,93 | 6,85 |
| 2 | 9 | 15 | 84,7 | ПБТ | 5,0 | 7,03 | 9,60 |
| 3 | 2,5 | 20 | 23,5 | КЖБТ | Ø 2×2,0 | 4,1 | 6,47 |
| 4 | 3,5 | 20 | 32,9 | ПЖБТ | 3,0 | 5,20 | 6,54 |
2 Проектирование мостового переходаМостовой переход (рисунок 1) – это комплекс сооружений, возводимых в границах разлива высоких вод, включающих в себя в общем случае мост 1, подходные насыпи 2 и регуляционные сооружения 3, 4.
а – продольный профиль; б – план; 1 – мост; 2 – подходные насыпи; 3 – струенаправляющие дамбы; 4 – траверсы.
Рисунок 1 – Мостовой переход через реку.
Проектирование элементов мостового перехода обычно осуществляется в случае пересечения трассой железной дороги большого или среднего водотока. При этом решается ряд задач:
– выбираются створы мостовых переходов;
– определяются расчетные расходы и соответствующие им уровни воды;
– обосновывается отверстие моста;
– назначаются варианты разбивки отверстия моста на пролеты.
2.1 Гидрологические расчеты
Расчет сооружения мостового перехода ведется по двум расходам и соответствующим им уровням:
1) Отверстие моста определяется по расчетным расходам (уровням) с вероятностью превышения 1%.
2)
Высота пойменных насыпей определяется по наибольшим расходам (уровням) с вероятностью превышения 0,33%.Определение расходов заданной вероятности превышения при наличии данных многолетних наблюдений производится методами математической статистики.
На рисунке 2 приведен профиль по оси водпоста. Исходя из таблицы отметок ГВВ по оси водпоста, приведенной на карте, на профиль наносим следующие уровни воды:
1) Hmin = 128,9 м;
2) Hmax = 138,1 м;
3) Hср-1 = 131,6 м;
4) Hср-2 = 135,0 м;
5) Hmax+1 = 139,1 м;
Затем профиль разбиваем на 3 части: главное русло; левая пойма и правая пойма. После чего для каждой части по каждому уровню, в форме таблицы 2.1 определяем следующие гидрологические характеристики:– площадь живого сечения: w, м2;
– ширина свободной поверхности воды: В, м;
– гидравлический радиус: Hср = w/B, м
– скорость движения воды:
, м/с;– расход воды: Q = w*V, м3/с.
Значения для коэффициента шероховатости поверхности m принимаем по таблице ПШ.1 приложения 6 /4/.
По результатам расчета гидрологических характеристик для главного русла строим графики зависимости: Q = f(H) и V = f(H), приведенные на рисунке 3.
Таблица 2.1 – Гидрологические характеристики по оси водопоста
| Левая пойма | |||||
| Уровень воды H, м | ω, м2 | B, м | Hср, м | V, м/с | Q, м3/с |
| 128,9 | 1156 | 510 | 2,27 | 0,37 | 423 |
| 131,6 | 2574 | 540 | 4,77 | 0,64 | 1650 |
| 135,0 | 4478 | 580 | 7,72 | 0,94 | 4206 |
| 138,1 | 6795 | 720 | 9,44 | 1,14 | 7725 |
| 139,1 | 7541 | 750 | 10,05 | 1,35 | 10185 |
| Главное русло | |||||
| Уровень воды H, м | ω, м2 | B, м | Hср, м | V, м/с | Q, м3/с |
| 128,9 | 1400 | 350 | 4,00 | 1,18 | 1646 |
| 131,6 | 2345 | 350 | 6,70 | 1,71 | 4007 |
| 135,0 | 3535 | 350 | 10,10 | 2,31 | 8176 |
| 138,1 | 4260 | 350 | 12,17 | 2,69 | 11476 |
| 139,1 | 4970 | 350 | 14,20 | 2,99 | 14838 |
| Правая пойма | |||||
| Уровень воды H, м | ω, м2 | B, м | Hср, м | V, м/с | Q, м3/с |
| 128,9 | 460 | 230 | 2,00 | 0,34 | 155 |
| 13160 | 1245 | 370 | 3,36 | 0,52 | 652 |
| 135,0 | 2620 | 440 | 5,95 | 0,84 | 2191 |
| 138,1 | 4759 | 506 | 9,41 | 1,32 | 6297 |
| 139,1 | 5279 | 520 | 10,15 | 1,46 | 7701 |
Для определения максимальных и расчетных расходов и уровней воды, необходимо провести статистическую обработку ряда годовых максимальных расходов воды. Расчет сведем в таблицу 2.2