Проектирование малых водопропускных сооружений (стр. 2 из 6)
мм/мин
мм/мин
где aчас– интенсивность ливня часовой продолжительности, определяемая по [2] стр. 222 табл. 15.7, и равная для ВП=3% aчас=1,35мм/мин;
для ВП=4% aчас=1,23 мм/мин.
Kt – коэффициент перехода от ливня часовой интенсивности к расчетной, определяемый по [2] стр. 223 табл. 15.8, и равный 2,08.
F – площадь водосбора, 1,22 км2;
j -коэффициент редукции, вычисляемый по формуле ([2] стр 221):
Расход полного стока определим по формуле ([2] стр 222):
, (2.3) 
Объем ливневого стока вычислим по формуле:
, (2.4) 
Таблица 2.1
Ведомость расчета ливневого стока
| Пикетажное положение | Площадьбассейна,км2 | Часовая интенсивность дождя,мм/мин | Коэффициент Кt | Расчетный расход ливневого стока,м3/с | Объем ливневого стока,м3 | |||
| мост | труба | мост | труба | мост | труба | |||
| 09+85,00 | 1,22 | 1,35 | 1,23 | 2,08 | 30,24 | 27,64 | 36662,60 | 33403,70 |
2.2 Расчет стока талых вод.
Расчетный максимальный расход талых вод вычислим по формуле ([3] стр 452):
, (2.5) 
где Кр – коэффициент перехода к расчетному значению слоя стока, определяемый по [3] стр. 459 рис. XIV.10, и равный: для мостов Кр=4,9
для труб Кр=4,0;
hр – слой стока талых вод, м, вычисляемый по формуле:
(2.6)
где
– средний многолетний слой стока, определяемый по [3] стр. 457 рис. XIV.8, и равный 44 мм;F – площадь водосборного бассейна, равная 1,22 км2;
– коэффициент, учитывающий залесенность, вычисляется по формуле:
, (2.7)где Fл – залесенность бассейна, равная 100%;
– коэффициент, учитывающий заболоченность, вычисляется по формуле: 
, (2.8)где Fб – заболоченность бассейна, равная 0%.
Таблица 2.2
Ведомость расчета ливневого стока
| Пикетажное положение пк + | Площадь бассейна, м2 | Расчетный слой стока талых вод, мм | Коэффициенты | Расход стока талых вод, м3/с | ||||||
| вариации, Сv | Kр | | | |||||||
| мост | труба | мост | труба | мост | труба | |||||
| 09+85,00 | 1,22 | 215,60 | 176,00 | 1,00 | 4,90 | 4,00 | 1,00 | 1,00 | 11,25 | 9,73 |
Таблица 2.3
Ведомость расчета расхода стока
| Пикетажное положение, пк + | Площадь бассейна, м2 | Расход ливневого стока, м3/с | Расход стока талых вод, м3/с | Расчетный расход стока, м3/с | |||
| мост | труба | мост | труба | мост | Труба | ||
| 09+85,00 | 1,22 | 30,24 | 27,64 | 11,25 | 9,73 | 30,24 | 27,64 |
3. Гидравлический расчет водопропускных труб. (ПК 09+85,00)
3.1 Назначение и выбор отверстия круглых водопропускных труб.
Расчет труб производится при безнапорном режиме протекания воды через сооружение. На данных водопропускных трубах применяется раструбный оголовок с коническим входным звеном.
Условие безнапорного режима протекания воды:
H£1,2×d, (3.1)
где Н – глубина воды перед трубой, м
d – диаметр отверстия трубы, м.
Условие пропускной способности трубы:
Qp<Qc, (3.2)
где Qp – расчетный расход воды, м3/с
Qc – пропускная способность трубы, м3/с.
Определяем количество очков:
, (3.3)где Qт– расход трубы, принимаемый по табл. 15.10 ([2], стр. 228), равный 9,50 м3/с.
Определяем расчетный расход стока воды, приходящийся на одно очко:
м3/с (3.4)Для
=9,21 м3/с из табл.15.10 ([2], стр.228) выписываем данные:диаметр трубы d=2,00 м;
глубина воды перед трубой Н=2,23 м;
скорость на выходе из трубы V=4,14 м/с.
Н=2,23<1,2 ×d=1,2 ×2,00=2,40 м – условие безнапорного режима соблюдается.
Определяем пропускную способность трубы по формуле 15.16 ([2],стр.227):
м3/с, (3.5)где g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2;
wс – площадь сжатого сечения потока, вычисляемая по рис. 15.13 ([2], стр.228), для чего определяются следующие величины:
hc= 0,5 ×H = 0,5 ×2,23 = 1,11м, (3.6)
где hc – глубина в сжатом сечении.
, (3.7)По рисунку определяем, что
0,40, откуда следует: 
, (3.8)Qp=9,21×3=27,64м3/с<Qc=6,36×3=19,08 м3/с – условие по пропускной способности не выполняется.
Необходимо увеличить количество очков, принимаем nII=4. Определяем расчетный расход стока воды, приходящийся на одно очко (см. формулу 3.4):
м3/с (3.9)Для
=6,91 м3/с из табл.15.10 ([2], стр.228) выписываем данные:диаметр трубы d=2,00 м;
глубина воды перед трубой Н=1,88 м;
скорость на выходе из трубы V=3,68 м/с.
Н=1,88<1,2 ×d=1,2 ×2,00=2,40 м – условие безнапорного режима соблюдается.
Определяем пропускную способность трубы по формуле 15.16 ([2],стр.227):
м3/с, (3.10)где g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2;
wс – площадь сжатого сечения потока, вычисляемая по рис. 15.13 ([2], стр.228), для чего определяются следующие величины:
hc= 0,5 ×H = 0,5 ×1,88 = 0,94 м, (3.11)
где hc – глубина в сжатом сечении.
, (3.12)По рисунку определяем, что
0,38, откуда следует: 
, (3.13)Qp=6,91×4=27,64 м3/с<Qc=6,95×4=27,80 м3/с – условие по пропускной способности выполняется.
3.2 Назначение и выбор отверстия прямоугольных водопропускных труб.
Расчет труб производится при безнапорном режиме протекания воды через сооружение.
Условие безнапорного режима протекания воды:
H£1,2×h, (3.18)
где Н – глубина воды перед трубой, м
h – высота отверстия трубы, м.
Условие пропускной способности трубы:
Qp<Qc, (3.19)
где Qp – расчетный расход воды, м3/с
Qc – пропускная способность трубы, м3/с.
В первом приближении примем 2-х очковую трубу. Определяем расчетный расход стока воды, приходящийся на одно очко:
м3/с (3.20)Для
=6,91 м3/с из табл.15.12 ([2], стр.229) выписываем данные:отверстие трубы (b x h) – 2,00 x 2,00 м;
глубина воды перед трубой Н=1,66 м;
скорость на выходе из трубы V=3,50 м/с.
Н=2,11<1,2 ×h=1,2 ×2,00=2,40 м – условие безнапорного режима соблюдается.