3.7 Определение максимального продольного уклона дороги

Максимальный продольный уклон устанавливается по условиям сцепления ведущих колес автомобиля с покрытием при трогании с места.

По условиям сцепления при трогании с места:

i_max = γφ - f – j = 0,5 – 0,02 – 0,24 = 0,24

где γ - коэффициент сцепного веса - отношение веса, приходящегося на ведущие оси ко всему весу автомобиля;

j - коэффициент сопротивления инерции:

где а = 0.5 - ускорение;

g = 9.8 - ускорение силы тяжести;

ξ- коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся частей автомобиля;

ξ = 1 + 0,06К² = 1 + 0,06*7,82² = 4,67

где К = 7.82 - передаточное число в коробке скоростей.

II. Проектирование плана трассы

1. Гидравлический расчет трубы

Гидравлический расчет трубы включает в себя определение:

- диаметра трубы и типа укрепления русла;

- высоты подпора воды и высоты насыпи над трубой;

- длины трубы,

Расчет безнапорных труб производится по табл. П-15 [2], которая составлена из условия, что трубы имеют уклоны, не менее критического 1кр. Практически трубы укладываются по уклону местности. Так как он меньше критического более чем в два раза, то подпор, полученный по таблице, увеличивается на величину:

l(i_кр-i₀)= 22.05 ( 0.007 - 0 ) = 0.15 м

где l- длина трубы, м;

i₀= 0 - уклон трубы;

i_кр= 0.007 - критический уклон (табл. 8) [2].

Так как тип оголовка I и Q_р=2.5 м^З/с, то принимаемd= 1.5 м, Н=1.3 м, V=2.5 м/с,

с учетом l(i_кр-i₀) , Н= 1.3м.

По скорости протекания воды (табл. П-16) [2] назначается тип укрепления русла - каменная наброска из булыжника или рваного камня.

Определяем высоту насыпи над трубой Н_нас, руководствуясь указанием СНиП П-Д. 5-72, п. 5.10. Бровка земляного полотна на подходе к трубе возвышаться на 0.5 м над расчетным горизонтом с учетом подпора. Высота насыпи должна обеспечивать размещение над трубой дорожной одежды, Н_нас= 2.55 м

Длина трубы определяется по выражению:

l=В+2mН_нас=15+2* 1.5 * 2.55 = 22.05 м

где В = 15м - ширина земляного полотна, м;

m= 1.5-коэффициент крутизны откоса насыпи

Из таблицы П-17 [2] находим:

- толщину звена =0.14

- длину оголовка = 2.74

2. Расчет отверстия малого моста

2.1 Определение бытовой глубины

Бытовую глубину устанавливают подбором положения горизонта высоких вод. Для этого задаются каким-либо значением бытовой глубины h_б, определяют площадь живого сеченияω, смоченный периметр р и гидравлический радиусR:

==26.67

где i₁=0.1,i₂=0.06 - уклоны (рис 2.1)

=14.42м²

р=28.57

По формуле Шези находим бытовую скорость:

где i_р= 0.007 - уклон русла [2]

С -коэффициент Шези, находимый по формуле:

где n=0.04 - русловой коэффициент, устанавливаемый по табл. П-18 [2];

у =0.25 - показатель степени (табл. П-18) [2]. Зная площадь сечения и скорость в бытовых условиях, находят расход:

Полученный расход Qсравнивают с расчетнымQ_р. При отличииQотQ_р, менее 10 % принимаем назначенную бытовую глубину и скорость действительные. Принимаемh_б=1.04м при которойQ=18.21м³Q_р= 18.5м. ,V_б=1.26 м/с.

Рис. 2.1. Живое сечение мостового перехода

2.2 Установление схемы протекания воды под мостом

Для установления схемы протекания воды под мостом (рис. 2.2) необходимо знать критическую глубину потока:

м

где V_доп= 2,8 - скорость потока, при которой не размывается грунт или укрепление русла – каменная наброска из булыжного камня (табл. П-16)[2];

g= 9,81-ускорение силы тяжести.

Так как h_б= 1,04 = 1.3h_к= 1,04 то истечение свободное и водослив незатопленный.

Рис. 2.2. Схема протекания воды в русле (незатопленный водослив)

2.3 Определение величины отверстия моста

При свободном истечении отверстие моста на уровне свободной поверхности определяют по формуле:

где ε = 0.87 - коэффициент сжатия потока, зависящий от формы устоев [2]. Полученную величину округляем до типового размера В_тип=10 м (табл. П-19) [2].

2.4 Уточнение расчетных данных

Скорость воды в сооружениях уточняют по формуле:

Глубина воды в сооружении:

Глубина потока перед сооружением:

,

где φ = 0.87 - коэффициент скорости, зависящий от формы опор.

2.5 Определение высоты и длины моста

Наименьшая высота моста находится по выражению: (рис. 2.3)

Н_м= Н + 2 + К = 1.33 + 0.70 + 0.96 = 2.99 м

где Н = 1.33- глубина потока перед мостом;

Z= 0.70 - наименьшее возвышение низа пролетного строения над ГВВ [2];

К = 0.96 - конструктивная высота моста;

Длину моста находим по формуле:

L_м = В + 2mН_м + Σd + 2р + 2q = 10 + 2 * 1.5 * 3 + 2 * 0.3 + 2 * 0.2 ⁼ 20м

где В = 10 - отверстие моста;

m= 1.5 - коэффициент крутизны откоса насыпи;

Н_м=3 - высота моста;

d= 0- ширина промежуточной опоры;

р = 0.3 - расстояние от передней грани устоя до основания насыпи;

q= 0.2 - расстояние от задней грани устоя до вершины откоса насыпи.

Рис. 2.3. Схема малого моста при устоях с обратными стенками