Проектирование малых водопропускных сооружений (стр. 4 из 6)
(4.1)3. Определяем значение расчетной расходной характеристики
м3/с (4.2)4. Используя способ подбора, произвольно назначаем h1 = 1 м и последовательно подсчитываем:
площадь живого сечения
(4.3)гидравлический радиус
, (4.4)где
– длина смоченного периметра, 
(4.5)скоростную характеристику (см. приложение 24 [5])
W1 = 19,6 м/c
расходную характеристику
м3/с (4.6)что значительно больше требуемого значения К0 = 497,14 м3/с.
5. Назначаем h2 = 0,5 м, и тогда, используя формулы 4.3 – 4.6, получаем:
W2 = 11,35 м/c
м3/сПолученное значение расходной характеристики значительно меньше требуемое значение К0 = 74,37 м3/с , поэтому расчет следует продолжить.
6. Назначаем h3 = 0,8 м, и тогда, используя формулы 4.3 – 4.6, получаем:
W3 = 16,50 м/c
м3/сРасхождение
, т. е. более 5 %, поэтому расчет следует продолжить.7. Назначаем h4 = 0,85 м, и тогда, используя формулы 4.3 – 4.6, получаем:
W4 = 17,14 м/c
м3/сРасхождение
, т. е. менее 5 %, поэтому расчет следует прекратить.8. Скорость потока в логе при h0 = 0,85 м определим по формуле
, (4.7)где
; (4.8)здесь
(4.9)Тип укрепления русла назначается по приложению 22 [5]. В данном случае для расчетной скорости V0 = 1,01 м/с и бытовой глубины h0 = 0,85 м русло будет целесообразно укрепить галькой, 25…40 мм.
Результатырасчета бытовой глубины и укрепления русла приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1
Ведомость расчета бытовой глубины потока
| ПК положение сооружения | Расчетный расход Qр, м3/с | Уклон лога у сооружения iл, тыс. | Расчетная расходная характеристика К0, м3/с | Бытовая глубина потока h0, м | Скорость потока в логе V0, м/с | Тип укрепления русла |
| 09+85,00 | 30,24 | 0,0037 | 497,14 | 0,85 | 1,01 | Галька 25…40 мм |
4.2 Определение отверстия и высоты моста.
Перед тем, как определять отверстие моста, необходимо вычислить допускаемый напор воды перед мостом, который будет равен:
, (4.10)где Ннас – высота существующей насыпи, равная 4,00 м;
sк – коэффициент, учитывающий снижение кривой подпора во входном сечении, принимаемый равным:
(4.11)
D – величина, учитывающая строительную высоту пролетного строения и технический запас возвышения низа пролетного строения над уровнем воды, определяемая по следующей формуле:
, (4.12)где hстр – строительная высота пролетного строения равная 1,35 м;
Dmin –технический запас возвышения низа пролетного строения над уровнем воды, принимаемый равным 1 м при наличии корчехода и селевых потоков и, принимаемый равным 0,50 м во всех остальных случаях.
Первый расчетный случай. Исходные данные для расчета:
- тип устоев – с откосными крыльями;
- расчетный расход Q = 30,24 м3/с (табл. 2.3 курсовой работы);
- бытовая глубина воды в логе h0 = 0,85 м (п. 4.1 курсовой работы);
- напор воды перед мостом Н = 2,69 м.
Определить: отверстие малого моста и подобрать тип укрепления для подмостового русла.
Порядок расчета:
1. По табл. VI.1 [5] устанавливаем, что устоям с откосными крыльями соответствует коэффициент расхода m = 0,35, тогда по табл. VI.2 [5] критерий затопления N = 0,8.
Проверяем условие затопления. Так как
(4.13)то подмостовое русло является незатопленным и поэтому коэффициент затопления sз = 1.
2. Определяем размер отверстия моста
, (4.14)Принимаем ближайшее стандартное значение b1 = 5,00 м.
3. Новое (уточненное) значение напора перед мостом
, (4.15)4. Условие
(4.16)не изменилось.
5. По табл. VI.2 [5] устанавливаем,. что k1 = 0,52, следовательно, глубина в расчетном сечении
(4.17)и скорость
(4.18)6. По данным, приведенным в приложении 22 [5], устанавливаем, что при Vрасч = 4,69 м/с и
hрасч = 1,29 м подмостовое русло необходимо укрепить мощением с потбором лица и грубым приколом на щебне (слой щебня не менее 10 см) из камня размером 20 см.
Так как мощение крайне неиндустриальный тип укрепления русел, в последнее время он чаще всего заменяется укреплением из сборных бетонных плит размером 50 Х 50 или 100 Х 100 см.
Таблица 4.2
Ведомость расчета малых мостов по I расчетному случаю
| ПК положение | Расчетный расход Q, м3/с | Бытовая глубина воды в логе h0, м | Размер отверстия моста, м | Уточненный напор воды перед мостом Н1, м | Глубина потока в расчетном сечении h1, м | Скорость потока в расчетном сечении Vрасч, м/с | Тип укрепления подмостового русла | |
| расчетный b | стандартный b1 | |||||||
| 09+85,00 | 30,24 | 0,85 | 4,42 | 5,00 | 2,48 | 1,29 | 4,69 | Мощение из сборных ж/б плит. |
Третий расчетный случай. Исходные данные для расчета:
- тип устоев – с откосными крыльями;
- расчетный расход Q = 30,24 м3/с (табл. 2.3 курсовой работы);
- бытовая глубина воды в логе h0 = 1,29 м;
- напор воды перед мостом Н = 4,69 м.
Определить: отверстие малого моста и подобрать тип укрепления для подмостового русла.
Порядок расчета:
1. По табл. VI.1 [5] устанавливаем, что устоям с откосными крыльями соответствует коэффициент расхода m = 0,35, тогда по табл. VI.2 [5] критерий затопления N = 0,8.Тогда N×H = 0,80 × 2,48 = 1,98 м.
Проверяем условие затопления. Так как
(4.19)то подмостовое русло является не затопленным.
коэффициент затопления sз = 1,00.
2. Размер отверстия моста
. (4.21)Округляем до стандартного значения b1 = 5,00 м.
3. Для определения нового значения напора Н1 подсчитаем вспомогательную функцию
. (4.22)По таблице приложения 28 [5] при m = 0,35 и Q = 1,03 устанавливаем, что n1 = 0,8 и sз1 =
= 1,00. Так как стандартное отверстие моста незначительно отличается от расчетного, то значения n и sз не изменились, т. е. практически не изменился напор воды перед мостом и можно принять Н1 = 2,48 м.
4. Определим глубину и скорость потока в расчетном сечении, предварительно установив, что kп = 0,63 (по таблице приложения 28 [5] при m = 0,35 и n = 0,8).
, (4.23) 
. (4.24)5. По данным расчета может быть принят тип укрепления под мостового русла – мщение на щебне из рваного камня размером 20 см, на слое щебня не менее 10 см.