Иванов

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

“Восточно-Сибирский государственный технологический университет”

(ГОУ ВПО ВСГУТУ)

кафедра “Промышленное и гражданской строительство”

специальность “Автомобильные дороги и аэродромы”

курсовая работа

по дисциплине “Основы проектирования”

на тему: ”Гидравлический расчет дорожных канав ”

Выполнил : студент 368 группы

Фирсов Д.А.

Проверил: Иванов И.А.

г.Улан-Удэ

2011 г.

Содержание.

Исходные данные…………………………………………………………………………………….3

Гидравлический расчет дорожных канав………………………………………..………3

1. Расчет канавы………………………………………….……………………………………………….4

2. Определение поперечного сечения профиля канавы…………………………….4

3. Определение продольного уклона канавы…………………………………….………6

4. Расчет продольного уклона канавы…………………………………………………………7

5. Список использованной литературы…………………………………………….…………8

Исходные данные.

Категория дороги: III

Ширина, м : 200

Район: Уфа

Уклон местности: 8‰

Длина дороги: 200

Грунт: песчаный

Гидравлический расчет дорожных канав.

Канава, как искусственное сооружение для отвода воды с полотна дороги является важным фактором ,обуславливающим прочность земляного полотна. Если при расчете определены недостаточные размеры канавы, то это чревато плохим отводом воды, постоянными переливами через края канавы, подмывания полотна, которые нередко сопровождаются разрывами насыпи. Если канава имеет размеры большие чем необходимо, то это невыгодно экономически, кроме того, такая канава обсыпается, заплывает и приходит в негодность.

Гидравлическим расчетом дорожных канав называется определение поперечного профиля канавы и ее продольного уклона .

При расчете канавы следует выделить два случая:

1. Когда она имеет назначение отвести воду от полотна дороги (отводная канава);

2. Когда она собирает воду, стекающую с уклона косогора (нагорная канава;

Для боковых канав существует типовые профили: их расчет производится аналогично нагорным. Они отводят воду как с полотна дороги, так и с части площади, прилегающей к дороге.

1. Расчет канавы.

Отводные канавы устанавливаются тогда, когда из-за рельефа местности боковые канавы не могут пропускать воду. Отводные канавы отводят воду из боковых канав в близлежащие низины.

Иногда отводные канавы устанавливаются во избежание строительства искусственного сооружения, что бывает тогда, когда пониженные точки местности, которые легко можно соединять отводной канавой, находиться недалеко друг от друга. В таких случаях в одном месте устраивается сооружение, а протекающая к дороге вода в другой пониженной точке доставляются только тогда, когда это экономически выгодно, то есть когда стоимость канавы меньше стоимости строительства второго водопропускного сооружения.

1. Определение поперечного сечения профиля канавы.

По количеству воды Q, которое должна отводить канава, определяется живой сечение воды в канаве ω по формуле:

ω≥Q/V

где Q – количество воды,м3/с, которое должна отводить канава;

V – средняя допустимая скорость течения воды в канаве, м/с.

Нужно учитывать допустимую среднюю скорость течения воды в канаве, так как при скорости течения воды больше средней допустимой, то начнется размыв грунта в канаве.

Для супесей допустимая скорость по дну W=0,55 м/с; средняя расчетная V – 0,9 м/с.

По определению площади живого сечения w вычисляют толщину слоя воды в канаве h и затем поперечный профиль канавы f путем увеличения воды h на 0,2 м (не менее ).

Поперечный профиль канавы устанавливают в виде трапеции в слабых грунтах и треугольника так, где глубоко (более 2 м), залегают грунтовые воды, и в крепких грунтах.

Ширина канавы трапецеидального сечения по дну берется в зависимости от количества транспортируемой воды. Но не менее 0,4 метра.

1.1.1 Расчет канавы.

Район Уфа соответствует 5 ливневому району, исходя из этого определяем расчетные величины интенсивности дождя часовой продолжительности: a=0,82 мм/мин при ВП=2%. Вычислим водопропускную способность канавы:Q=87.5*a*F,

Где А – площадь водосбора,км2;

F= 200*1000=200000 м2 = 20 км2;

Рассчитано, что канава должна пропускать 1,43 м3/с воды,грунт песчанный и без крепления воды может проходить со скоростью не более 0,55 м/с,

Откос 1:2 ; 1:3.

5,2м

Д

ω=((5,2+1)/2)*0,84=2,6 м2

Qp=ω*V=2.6*0.55=1.43 м3/с

2. Определение продольного уклона канавы.

Скорость течения воды в канаве зависит от ее продольного уклона: чем , больше уклон, тем больше скорость течения воды. Во избежание размыва канавы нужно подобрать соответствующий продольный уклон, чтобы скорость течения не превышала допустимые нормы.

Этот вопрос решается при помощи формулы Шези:

где - средняя скорость течения воды в канаве, м/с;

- коэффициент ;

- гидравлический радиус;

- уклон;

Определяем гидравлический радиус канавы – это отношение площади живого сечения водотока w к смоченному периметру P;

R=w/P

Смоченным периметром P называется сумма длин сторон AB+BC+CD канавы, смачиваемых водой.

Находим значение коэффициента Павловского по формуле:

=

где – коэффициент шероховатости, зависит от типа водотока и поверхности русла. В данном случае русло сильно заросшие неправильной формы, y=0.07

Продольный уклон канавы находим по формуле:

i=h/L

Где h- превышение, определяется по горизонталям или на местности нивелировкой, L- длина канавы.

1.2.1 Расчет продольного уклона канавы.

Определяем гидравлический радиус канавы:

P=5,54 м, R=2.6/5.54=0.47 м.

Находим значение коэффициента Павловского:

С=14,3*0,47 ^0,07=13,5

Рассчитываем продольный уклон канавы:

i=8/10000=0.008

V=13.5*√0.47*0.008=0.82 м/с.

Вывод: Так как, скорость течении воды в канаве по дну больше допустимой, для уменьшения скорости можно использовать такой вид укрепления, как засев травы.

Список использованной литературы.

1.И.А.Иванов Учебное пособие “Гидравлический расчет дорожных, нагорных канав и подземного дренажа” Изд-во. ВСГУТУ 2010.

8