1385

* при Y1< Y принимается Hi=0.

2.6. Определение ширины устойчивого русла под мостом

Ширина русла под мостом Врм определяется по формуле

где Bрб – бытовая ширина подмостового русла, принимаем Bрб = ∑рBi; βс – коэффициент, характеризующий стеснение потока после строительства МП, принимаем βс = 1/τ; КП – коэффициент, учитывающий влияние полноты расчетного паводка; КР% – коэффициент, учитывающий влияние частоты затопления пойм в месте перехода.

Коэффициенты КП и КР% зависят от вероятности затопления пойм РП% и степени стеснения потока в отверстии βс.

Коэффициент, учитывающий влияние полноты расчетного

здесь П = Нп/Нпmax – полнота расчетного паводка; Hп – средняя глубина на пойме при УВВ; Нпmax – максимальная глубина паводка на пойме.

Коэффициент, учитывающий влияние частоты затопления пойм в

3. РАСЧЕТ ОТВЕРСТИЯ МОСТА С УШИРЕНИЕМ РУСЛА

Отверстие моста (ОМ) представляет собой водопропускное отверстие, располагающееся между насыпями подходов и перекрываемое мостом. При проектировании ОМ рекомендуется рассматривать два варианта системы сооружений. Первый вариант ОМ не стесняет водного потока (максимальное отверстие), второй проектируется из условия стеснения (сжатия) потока.

Следует учитывать, что ОМ не может быть меньше Lmin – минимального значения, определяемого техническими требованиями норм:

-соответствовать наибольшему допускаемому значению коэффициента общего размыва Р = 2;

-средняя скорость потока pc в русле под мостом через судоходную реку при расчетном судоходном горизонте (РСУ) не

должна превышать той же скорости в естественных условиях pб на k% (10…20);

- отверстие моста не должно быть менее ширины устойчивого русла Bрм [2], под которой следует понимать наибольшую ширину русла в районе перехода.

Ориентировочно минимальное ОМ рекомендуется определять по

14

формуле

где Lом min – минимально допустимое отверстие моста; Bрм – ширина устойчивого русла под мостом; δ – коэффициент запаса на возможную погрешность, δ=1,1; ∑bоп – суммарная ширина опор (для расчета ОМ в свету ∑bоп=0); ∑bукр – ширина укреплений подошв конусов (для ориентировочных расчетов ∑bукр=10…20м); m – коэффициент заложения конусов (принимают m=2); hп – глубина на пойме у конусов при РУВВ, м.

Теоретически за возможное наибольшее отверстие моста (максимальное) Lmax можно принять отверстие, соответствующее Р = 1, минимальному значению коэффициента размыва, т.е. условно без допущения размыва. Нормативами рекомендуется отверстие моста принимать при всех типах руслового процесса (кроме русловой многорукавности) не более ширины уширенного русла Вр.уш .

LM BP(Q/Qрб)x, (3.2)

где BP – ширина бытового русла; Q/Qрб – расходы воды, проходящие в речной долине и в русле; х – показатель степени, принимаемый равным 0,5 для несвязных и 0,6 – для связных грунтов.

Окончательно ОМ назначают на основе технических расчетов и экономических сравнений вариантов в пределах от минимального до максимального значений.

4. ПРОВЕРКА ОБЩЕГО РАЗМЫВА ПО КОЭФФИЦИЕНТУ ОБЩЕГО РАЗМЫВА ПОДМОСТОВОГО СЕЧЕНИЯ

Проверка общего размыва по коэффициенту общего размыва подмостового сечения Р выполняется в следующей последовательности:

1.Назначаем размер ОМ Lом в соответствии с разд. 3.

2.Разбиваем подмостовое сечение на морфологические однородные участки – русло, левую и правую пойменные части отверстия.

3.Назначаем уровень срезки (УС) – срезку грунта на пойменных частях отверстия до отметки на 0,5 м выше УММ:

15

где ωр – площадь подмостового сечения на участке русла.

8. Определяем среднюю глубину потока под мостом до размыва:

где kL – безразмерный коэффициент Лиштвана, зависящий от вероятности превышения паводка Рi (ВПП); d – средний диаметр

16

частиц грунта дна русла; g – ускорение свободного падения. 12. Определяем Р и сравниваем с РДОП:

5.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО РАЗМЫВА

ВРУСЛОВОЙ ЧАСТИ МОСТА

Определение общего размыва в русловой части моста ∆ОДрпр производится в следующей последовательности:

1. Определяем коэффициент увеличения расхода воды в естественном русле:

где ωрб, ωмб – площади живого сечения до размыва соответственно естественного русла и под мостом (с учетом срезки); Q/Qрб =1/τ.

2. Рассчитываем расход воды, проходящей в русле под мостом:

4.Определяем Нпрр по формуле (4.9) при соответствующих русловому участку значениях qM = qMр и d.

5.Определяем отметку дна после размыва в русловой части моста:

6. Определение понижение дна (общий размыв) в русловой части моста:

где ОДрдр – средняя отметка дна русла до размыва.

17

6.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО РАЗМЫВА

ВПОЙМЕННОЙ ЧАСТИ МОСТА

Определение общего размыва в пойменной части моста ∆ОДПР(П) производится в следующей последовательности:

1. Определяем расходы воды, проходящей по пойменным участкам ОМ:

2. Рассчитываем удельные расходы воды, проходящей по

3.Определяем глубины потока после размыва для пойменных частей отверстия НПР(П) по формуле (4.9) при соответствующих пойменным участкам значениях qM = qпi и d.

4.Определяем отметку дна пойменных частей после размыва:

5.Определяем понижение дна (общий размыв) в пойменной части моста:

где ОДпдр – средняя отметка поймы до размыва.

Следующий этап – увеличение глубин общего размыва на 15%. При этом следует иметь в виду, что увеличение глубин общего размыва на 15% надо отсчитывать от наинизшей отметки дна в русле до размыва. При реальном проектировании указанный порядок расчетов является начальным и ориентировочным. Далее уточняются виды и характеристики размываемых грунтов с учетом толщины размываемых слоев и их распространения по ширине ОМ.

7.РАСЧЕТ МЕСТНОГО РАЗМЫВА

УПРОМЕЖУТОЧНОЙ ОПОРЫ МОСТА

18

Расчет местного размыва у промежуточной опоры моста hм выполняется по формуле И.А.Ярославцева для несвязных грунтов.

Таблица 7.1

8. РАСЧЕТ ПОДПОРА НАМОСТОВЫХ ПЕРЕХОДАХ

Стеснение потока подходными насыпями приводит к повышению уровня воды в паводок в верхнем бьефе перехода. В продольном

19

профиле поверхности воды по динамической оси потока перед мостовым переходом можно выделить два участка (рис. 8.1): кривая подпора (от начала влияния мостового перехода), в пределах которой уровни повышаются, и кривая спада. Динамическая ось потока – линия, соединяющая вдоль потока наибольшие средние на вертикалях скорости потока, совпадающая, как правило, со стрежнем – линией, соединяющей наибольшие поверхностные скорости.

Рис. 8.1. Рельеф водной поверхности в районе мостового перехода: а – схематизированный план водной поверхности; б – продольный профиль водной поверхности; в – профили водной поверхности с верховой (6) и низовой (7)

20

сторон подходной насыпи; 1 – граница разлива; 2 – горизонтали водной поверхности; 3 –водная поверхность нестесненного потока; 4 – то же стесненного потока; 5 – створ перехода; 6 – водная поверхность с верховой стороны перехода; 7 – то же с

низовой стороны

В районе границы двух участков разность подпертой и бытовой глубин достигает наибольшей величины, называемой предмостовым подпором hв. В верхнем бьефе уклон потока вдоль насыпи переменный, величина его возрастает от борта долины к главному руслу. Подпор воды у насыпи hН увеличивается в противоположном направлении – от главного русла к берегу. У берега подпор наибольший hmax, называемый максимальным подпором.

Максимальный подпор у насыпи определяют по формуле

где – коэффициент сопротивления моста; М – средняя скорость под мостом, принимаемая на пике расчетного паводка, проходящего в первый год эксплуатации моста, или при расчете размывов без учета фактора времени (с запасом) на момент осуществления p=50% от полного размыва при продолжительных (снеговых) и p=25% при непродолжительных (ливневых) паводках;определяется по формуле

=3,85lg +0,25; (8.2)

– параметр, определяемый по формуле

Нр, nр – глубина русла в расчетный паводок и коэффициент его шероховатости; p – коэффициент извилистости русла, равный отношению фактической его длины на участке 1/3 Lразл ниже и 2/3 Lразл выше створа перехода к проекции этой длины русла на перпендикуляр к створу моста (т.е. Lразл); для практических расчетов можно принимать значение коэффициента p:

1,0-1,1 – русло близко к прямолинейному;

21

1,1-1,2 – русло средней извилистости (не относящееся к свободному и незавершенному меандрированию);

1,2-1,5 – русла сильноизвилистые;

Lразл – расчетная ширина разлива, определяемая по формуле

Впб, Впм – ширина широкой и узкой пойм, перекрытых насыпью;

при ≤1,75 принимают =1,2;м определяется по формуле

где бм – площадь подмостового сечения до размыва с учетом срезки;

Р– коэффициент общего размыва.

Врасчетах p принимают в долях единицы. Предмостовой подпор определяют по формуле

где i – уклон нестесненного водного потока в паводок; Х0 – расстояние от створа моста до вертикали, где устанавливается предмостовой подпор (см. рис. 8.1), определяемое по формуле И. С. Ротенбурга

б – средняя скорость потока по всему живому сечению нестесненного потока.

В случаях, когда по формуле (8.9) получают коэффициент α, выходящий из диапазона 0,4 α 2,5, к расчету принимают значение α, равное крайнему значению указанного диапазона.

9. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ СТРУЕНАПРАВЛЯЮЩИХ ДАМБ

22