1385

10

Рис. 1.1. Профиль морфоствора

3

2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

При реальном проектировании для обеспечения исходными данными вышеуказанных расчетов (подр.1.2) выполняется комплекс изыскательских работ, который носит название изыскания мостового перехода.

При выполнении лабораторной работы исходные данные для решения проектных задач формируются на основе изучения фрагмента карты, выданной преподавателем, в следующей последовательности:

1.Выбор вариантов месторасположения МП.

2.Нанесение на карту участков трассы, включающих МП, построение профиля морфоствора, определение отметки дна реки, установление отметки водомерного поста.

3.Определение уровня и отметки высоких вод (УВВ) Hp и HУВВ на основе данных о замерах максимальных уровней паводков Hi.

4.Назначение границ МП.

5.Построение сокращенного профиля морфоствора в границах МП.

6.Определение распределения общего расхода между руслом и поймами τ.

7.Определение ширины устойчивого русла под мостом.

2.1. Выбор вариантов месторасположения МП

Трассу мостового перехода через несудоходные реки следует назначать с учетом следующих требований [2]:

а) участок русла реки в месте перехода должен быть по возможности прямолинейным или представлять собой плавную излучину, на участке перехода направления течений в русле и на пойме должны быть параллельными и мало изменяться с изменением уровня воды;

б) мостовой переход следует располагать нормально к направлению пойменного и руслового потоков при расчетном расходе воды; если направления пойменного и руслового потока не параллельны, переход следует располагать нормально к среднему направлению более мощного из потоков;

в) переход необходимо располагать на участке рек с наиболее узкими поймами, расположенными на высоких отметках, незаболоченными, без озер, проток и староречий;

г) не следует располагать переход на перекатном участке реки, в

4

местах образования заторов, зажоров льда, наледей или заломов леса при молевом сплаве, а также в местах, где река имеет рукава и острова;

д) во избежание отложения наносов под мостом не рекомендуется располагать переход непосредственно ниже устья притока;

е) расположение перехода вблизи гидротехнических сооружений, крупных водозаборных сооружений, трубопроводов и т.п. приводит обычно к удорожанию перехода.

Мостовой переход через судоходные и сплавные реки располагают с учетом требованийСП 33-101-2003 и [3]:

а) мост надо располагать нормально к направлению судовых и плотовых ходов при расчетном судоходном, среднем и низком уровнях воды;

б) оси судовых ходов при средних и низких уровнях воды должны быть параллельны берегам русла на протяжении тройной длины буксируемого каравана с верховой стороны от оси моста и на протяжении полуторной длины каравана с низовой;

в) отклонение оси моста от нормали к направлению течения без увеличения ширины габарита судоходных пролетов допускается при условии увеличения ширины подмостового габарита и устройства соответствующих регуляционных сооружений;

г) не следует располагать мост на участке русла, имеющем перевал судового хода от одного берега к другому;

д) расположение моста в пределах речного порта не должно ухудшать условий рейдовых операций.

2.2.Нанесение на карту участков трассы, включающих МП,

ипостроение профиля морфоствора

На карте выбирается участок для МП в соответствии с подр.2.1. На выбранном участке наносится трасса перпендикулярно к направлениям руслового и пойменного потоков. На меандрирующих реках морфостворы располагают в наиболее узком месте долины реки с наименьшим числом стариц и проток, на участках, где направления руслового и пойменного потоков практически параллельны. На блуждающих реках морфостворы назначают в местах наименьшей ширины зоны блуждания. Предварительно начало и конец участка трассы назначаются за пределами поймы (на 100…200 м). Окончательно длина участка уточняется после установления РУВВ.

Построение профиля морфоствора начинается с выполнения

5

пикетажа участка трассы. Выполнение пикетажа заключается в нанесении на проведенный участок трассы пикетов и плюсовых точек. Пикеты наносятся штрихами (не более 1,5 мм), пересекающими трассу через каждые 100 м, и подписываются цифрами, обозначающими номер пикета, начиная с 0 (рис. 2.1).

155

ПК 4

130

ПК 1

ПК 0

Рис. 2.1. Фрагмент карты с участком трассы в районе МП

Плюсовые точки ставятся между пикетами для обозначения особенностей рельефа на рассматриваемом участке. К особенностям относятся места с резкими изменениями рельефа, например: бровки

6

поймы и русла, подошвы откосов поймы и русла. Плюсовыми точками необходимо также обозначать линии уреза водной поверхности водотока и линию дна русла по глубине водотока, указанной на карте (ориентировочно посередине водной поверхности) (рис. 2.2).

После выполнения пикетажа участка трассы определяются отметки земли пикетов и плюсовых точек по трассе. Отметки земли определяются методами экстраполяции или интерполяции по отметкам ближайших горизонталей. Результаты вычислений отметок заносятся в столбцы X и Y электронной табл. (ЭТ) 2.1. Столбец НУВВ вычисляется в дальнейшем и заполняется автоматически.

После внесения указанных данных в табл. 2.1 на рис. 2.3 вычерчивается линия земли и дна на участке морфоствора.

Вычисление отметки дна реки Ндр (м) выполняется по формуле

Рис. 2.2. Расположение плюсовых точек на участке ПК2…ПК3

Значения Нур, hр берутся с карты района расположения водотока. Отметка водомерного поста принимается равной отметке дна

8

реки.

2.3. Определение уровня и отметки высоких вод

Определение уровня и отметки высоких вод (УВВ) Hp и HУВВ выполняется на основе данных о замерах максимальных уровней паводков Hi.

Хронологический ряд уровней паводков при выполнении лабораторной работы за 24 года формируется с использование генератора случайных чисел, входящего в состав Microsoft Office Excel 2003 (табл. 2.2).

Определение Hp производится в следующей последовательности: 1.Копирование данных из табл. 2.2 в табл. 2.3. Для этого

выделяются значения в табл. 2.2 (имеется в виду ЭТ Excel). Затем в меню активизируются последовательно опции Правка и Копировать; курсор переводится в начало столбца Нi (см.табл. 2.3); в меню активизируются последовательно опции Правка, Специальная вставка, Значения, ОК.

Таблица 2.2

2.Составление ранжированного ряда значений Hi. Для этого выделяется столбец со значениями Hi в табл. 2.3 (имеется в виду ЭТ Excel). Затем в меню активизируются последовательно опции

Данные, Сортировка, Сортировать в рамках указанного выделения, Сортировать по Hi,по убыванию.

3.Последовательное вычисление:

3.1.Среднеарифметического значения уровня паводка за время наблюдения Ĥ.

3.2.Вероятностей превышения паводков (ВПП) каждого года более высокими Рi:

9

где N – порядковый номер наблюдения; n – число членов ряда (число лет наблюдений).

3.3. Модульных коэффициентов и их квадратов Ki и Ki2 для каждого года (расчет величин Pi, Ki, Ki2 выполняется в табличной форме, см. табл. 2.3):

где HВП – отметка водомерного поста.

Границами морфоствора являются высоты земли, превышающие на 1...3 м расчетные уровни высокой воды HУВВ. Для рассматриваемого примера (НУВВ =134,47 м) границы морфоствора проходят через точки ПК0 и ПК3 + 30.

2.4. Определение площадей русла и поймы

Поперечное сечение морфоствора (см. рис. 2.3) делится на характерные участки. Для каждого характерного участка

2.5. Определение распределения общего расхода между руслом и поймами

Определение распределения общего расхода между руслом и поймами τ производится по формуле

τ = Qрб/Q = ∑рωi∙ mp∙ Hрб2/3/(∑рωi ∙ mp∙ Hрб2/3 +∑пωi ∙ mп∙ Hп2/3), (2.12)

11

где Q – расход воды, проходящей в речной долине до строительства моста; Qрб – расход воды, проходящей в русле до строительства моста; ∑ p(п)ωi – суммарная площадь участков живого сечения русла (поймы) соответственно при УВВ; Hрб(п) – средняя глубина реки в русле (в пойме); mp(п) – коэффициенты ровности в русле (на пойме) реки, зависящие от морфологических характеристик (см. табл. 2.5).

Определение Hрб для русла производится по формуле

где ∑рBi – суммарная длина русловых участков. Для пойменных участков

где ∑пBi – суммарная длина пойменных участков.