- •1. Розрахунок нагірної канави
- •1.1. Спосіб підбору
- •1.2. Спосіб, що грунтується на застосуванні «показникового закону»
- •1.3. Спосіб побудови графіка
- •2. Спряження б'єфів при нерівномірному русі
- •3. Гідравлічний розрахунок швидкотоку.
- •4. Гідравлічний розрахунок багатосхідчатого перепаду колодязного типу
- •5. Гідравлічний розрахунок отворів малих мостів
- •5.1. Гідрологічне обгрунтування максимальних витрат і об 'єму стоку.
- •5.2. Розрахунок отворів малих мостів без врахування акумуляції.
- •5.3. Розрахунок отворів малих мостів з урахуванням акумуляції.
- •5.4. Гідравлічні розрахунки нижнього б'єфа малих мостів.
- •Розрахунки
5.2. Розрахунок отворів малих мостів без врахування акумуляції.
Розрахункова формула для визначення ширини отвору малого моста Ь отримується у результаті рішення рівняння Д.Бернуллі, записаного для точок на вільній поверхні потоку в перерізах 1 і 2 відносно горизонтальної площини 0-0, рис. 5.1. Перший переріз вибирається в створі з найбільшим підпором Н перед мостом, а другий - у створі з найменшою глибиною під мостом hс, що називається стислою глибиною. Записуючи рівняння Д.Бернуллі, приймається до уваги та обставина, що на вільній поверхні тиск однаковий в обох перерізах і дорівнює атмосферному.
Рис. 5.1. Розрахункова схема протікання потоку під малим мостом
Таким чином, для розглянутого випадку рівняння Д.Бернуллі буде мати такий вигляд:
.
де: Н — напір: і — середні швидкості в перерізах 1 і 2; g - прискорення вільного падіння; а = 1,1 - коефіцієнт Коріоліса (коректив кінетичної енергії); - втрати енергії на відрізку між перерізами 1 і 2.
У розрахунках малих мостів швидкістю на підході до споруди в перерізі 1, як правило, зневажають через її малість. Втрати енергії враховуються тільки місцеві, які виникають при вході потоку під міст і які залежать від конструкції оголовка. По формулі Вейсбаха ці втрати рівні:
(5,7)
де:- коефіцієнт втрат енергії, що в цьому випадку показує яка частина
питомої кінетичної енергії потоку втрачається при вході потоку під міст.
Тоді:
Використовуючи рівняння нерозривності:
будемо мати:
Позначивши ,де - коефіцієнт швидкості і з огляду на те, щоможна записати:
або
Тоді ширина отвору буде дорівнювати:
(5.8)
що відповідає коефіцієнту витрати т = 0,30 і створює деякий запас у ширині
отвору малого мосту, тому що для найпоширенішого типу оголовка у вигляді
розтруба т = 0,35. Типи оголовків, які використовуються в наш час показані
на рис. 5.2, а відповідні їм коефіцієнти витрати знаходяться в табл. 6.
Використовуючи наближені співвідношення і (-
критична глибина під мостом), встановлюється зв'язок між напором і
швидкістю в стислому перерізі під мостом:
( 5.9)
На цій підставі пропонується така послідовність розрахунку:
1) задається швидкість по бажаному типу зміцнення русла під мостом, користуючись табл. 5; при цьому варто враховувати, що максимальна швидкість буде спостерігатися в потоці лише на дуже короткій відстані в зоні глибини Ьс, у зв'язку з чим табличні швидкості (див. табл. 5) можна підвищувати приблизно на 10%;
2) обчислюється напір по формулі (5.9);
3) по формулі (5.8) визначається ширина отвору;
4) приймаючи у виробництво типовий проект моста з отвором Ьт, варто перерахувати напір по формулі:
(5.10)
За відомим значенням напору визначається мінімальна висота моста,
що не повинна перевищувати висоту насипу:
(5.11)
де: - мінімально допустима висота моста;= 0,5 м - підвищення низу
прогонової будови над рівнем води, а при наявності корчеходу = 1 м; -
конструктивна висота прогоної будови; - висота насипу.
Таблиця 5 Допустимі швидкості
Тип зміцнення |
Допустимі швидкості, м/с |
Тип зміцнення |
Допустимі швидкості, м/с |
Засіяно травою Обдерновка плиском Обдерновка в стінку Одиночне брукування на щебені. каменем 15-20 см Подвійне брукування каменем 15-25 см |
0,8 1,0 1,8
2,5-3,5
3,5-4,5 |
Укріплений грунт товщиною: 5 см 10 см Бетон низьких марок Бетонні плити Перепади |
1,0 2,5 4-6
5-7 більше 5 |