Методика 2009 ОПАД

Задаваясь глубиной боковой канавы и зная еѐ длину и продольный уклон, находят отметки в начале и конце канавы, а при необходимости – по каждому пикету. Результаты проектирования сводят на продольном профиле в графу «Левый кювет», «Правый кювет».

7.5. Проектирование дорожной канавы

При большой длине канавы или при большой площади, с которой стекает вода,

канаву делят на участке по длине (100…300 м) и рассчитывают каждый участок на свою величину расход. Площадь, с которой вода стекает в низовую канаву, определяется половиной ширины дороги и длиной участка и некоторой площади, контуры которой могут быть определены по плану в горизонталях. Для расчѐта наиболее опасного ливневого стока к канавам используется формула полного стока

В формуле (116) обозначение те же, что и в формуле (110).

Расход воды, которая протекает в канаве, определяется из выражения:

51

где i Л – уклон лога дна канавы, относительная величина;

R – гидравлический радиус потока в бытовых условиях, равный частному от деления площади живого сечения на смоченный периметр, м;

n – коэффициент шероховатости (для обычного, естественного земляного русла - 0,04, для извилистого и заросшего - 0,055…0,67); у – показатель степени,

(при R<1,0 м - у = 1,5 n и при R>1,0 м - у = 1,3 n ).

Для вычисления бытовой глубины русла водотока коэффициент шероховатости «n»

берут следующие значения:

Чистое прямое, незасорѐнное земляное русло 0, 025

Периодические водотоки при очень хорошем состоянии поверхности и

То же самое, но с сильно неправильным течением 0, 100

где bд – ширина кювета по дну, м; hБ – глубина воды в канаве, м;

m 1, m 2 – коэффициенты крутизны откосов канав.

Смоченный периметр

Затем вычисляют бытовой расход по формуле (117).

52

Расчѐтные зависимости (62) - (66) могут использоваться для расчѐта пропускной способности канав и русел временных водотоков.

Сравниваем QБ, формула (117), и расчѐтную величину полного стока QЛ, формула

(116). Если разница между ними составляет меньше 10 %, то величину hБ принимаем за бытовую глубину. В противном случае задаются другим значением и повторяют расчѐт,

или строится график. Для построения графика задаются различными значениями бытовой глубины и по заданному расходу на графике определяют бытовую глубину:

h Б Б Б R VБ Q Б

Принятые размеры канавы должны быть не менее минимально допустимых значений. Для нагорной и водоотводной канавы ширина по дну не менее 0,6 м, а после укрепления не менее 0,5 м. Глубина канавы должна быть на 0,2…0,25 м больше расчѐтной бытовой глубины, но не менее 0,6 м.

7.6. Расчёт отверстий труб

В зависимости от глубины подтопления и типа входного оголовка в трубах могут устанавливаться следующие режимы протекания

Безнапорный режим, если подпор меньше высоты трубы на входе или не превышает еѐ не более чем на 20 %; на всѐм протяжении трубы водный поток имеет свободную поверхность

Полунапорный режим, возникающий при оголовках обычных типов (портальных,

раструбных) в тех случаях, когда подпор воды больше чем на 20 % на входе труба работает полным сечением, а на всѐм остальном протяжении поток имеет свободную поверхность.

Напорный режим устанавливается при специальном входном оголовке обтекаемой формы и при потоплении верха трубы на входе более чем на 20 %; на большей части длины труба работает полным сечением и лишь у входа поток может оторваться от потолка трубы.

При значительном подтоплении входа в трубу напорный режим может возникнуть периодически и при оголовках обычных типов. Однако из-за прорывов воздуха через образующуюся у входа воронку, протекание воды в этом случае часто переходит на полунапорный режим.

В связи с невысокой точностью определения притока воды к сооружению можно при расчѐте отверстий сооружений ограничиться упрощенным расчѐтом.

Расход воды при безнапорном режиме (аналогия – водослив с широким порогом.).

53

l, i – длина и уклон трубы;

iW – уклон трения.;

напорного режима к полунапорному. При i < i W напорный режим срывается.

На основе расчѐтных формул пропускной способности труб при разных режимах протекания воды составляют расчѐтные таблицы или графики пропускной способности типовых труб. Такие таблицы или графики приводятся в типовых проектах.

Портальные оголовки рекомендуется применять лишь для труб диаметром 0,5, 0,75, 1,0 м; у труб большего диаметра следует проектировать обтекаемые оголовки (даже у труб, работающих в безнапорном режиме).

7.7. Минимальная высота насыпи над трубой

Для безнапорных:

Для полунапорных и напорных:

где – запас высоты над трубой, (0,5 м для безнапорных и 1,0 м для полунапорных и напорных); d – диаметр трубы, м; – толщина стенки трубы, м;

Ориентировочная длина трубы

55

С учетом уклона главного лога в месте расположения водопропускной трубы:

Длину трубы устанавливают с учѐтом укладки целого числа звеньев. На промежутках между звеньями следует прибавлять 0,01 м.

7.8. Учёт аккумуляции ливневых вод перед малым водопропускным сооружением

При назначении отверстия труб необходимо учитывать аккумуляцию ливневых вод в пруду перед сооружением. Заранее нельзя называть степень снижения расчѐтного расхода, так как глубина воды перед сооружением (глубина пруда) ещѐ не известна. Это осложняет расчѐт и заставляет выполнять его или последовательным приближением, или графоаналитическим приѐмом, который и рассмотрим.

Объѐм накопившейся воды при общем объѐме стока зависит от притока воды,

отверстия сооружения и рельефа участка местности, в пределах которого образуется временный водоѐм.

Наибольший приток талых вод меньше чем ливневых Q Т < Q Л. После определения максимальных расходов различного происхождения следует производить на пропуск талых вод при Q C = Q Т и ливневый вод с учѐтом аккумуляции, при Q С < Q Л.

Накопившаяся вода пройдѐт через сооружение в конце ливня, когда осадки уменьшаться или прекратятся. Аккумуляция стока предусматривается при пересечении

56

дорогой относительно пологого лога с малым продольным уклоном, при условии, что образующийся пруд не вызовет затопления дороги, построек и т. д. Объѐм воды перед сооружением:

где iЛ – уклон лога, относительная величина;

m 1, m 2 – коэффициент крутизны откосов лога

Величина сбросного расхода определяется по формулам:

где W – объѐм полного стока, формула (112).

Зависимость между притоком воды и сбросных расходов выражается формулой:

Строится график зависимости (QC и Н 3 ), на котором уравнения (136 и 137)

выражается прямыми линиями. Для построения соединяем QЛ и 0,62 QЛ (по оси абсцисс

QC ) и W/α и 0,7 W/α (по оси ординат Н3). Пересечение прямой аккумуляции с кривой пропускной способности труб даѐт искомое решение (рис.). Каждой точке пересечения соответствует сбросный расход QC и определѐнное значение подпора Н. Варианты водопропускных труб выписываются в таблицу (табл. 18) и выбирается наилучший вариант водопропускного сооружения. Водопропускная труба выбирается из условия наименьшего диаметра и более благоприятного и безопасного режима работы трубы

(безнапорный или полунапорный).

57

Рис. График для расчета отверстий труб с учетом аккумуляции

Табл. 18

Варианты водопропускных железобетонных труб

8. ТРЕБОВАНИЯ К ВИДИМОСТИ НА ДОРОГЕ

На прямом горизонтальном участке водитель видит перед собой дорогу на большое расстояние. На кривых в плане видимый участок дороги значительно уменьшается

Расчѐтная видимость – расстояние перед автомобилем на котором водитель должен видеть перед собой дорогу чтобы, заметив препятствие, успеть объѐхать или затормозить и остановиться, определяется по формуле (8).

Видимость на кривой проверяют для автомобиля, следующего по крайней внутренней полосе движения. Принимается, что глаз водителя расположен посередине полосы движения и на высоте 1,2 м.

Луч зрения АБ является границей площади, внутри которой поверхность земля должна быть свободной от препятствий, мешающих видимости.

При длине кривой меньше, чем необходимое расстояние видимости К< S, ширила расчистки

При K > S

58

где а – угол повороте кривой; а 1 – угол, стягивающий дугу окружности, равную расстоянию видимости

На практике для построения границ срезки препятствий в зоне видимости чаще всего применяют графический метод. На плане закруглений, который вычерчивается в крупном масштабе, на траектории движения намечают ряд точек. От этих точек откладывают расстояние видимости. Концы отрезков соединяют прямыми линиями,

огибающая которых определяет границу видимости. Намечая уровень срезки в выемках,

необходимо учитывать зарастание травой и выпадение снега. Наиболее целесообразно доводить срезку в выемках до уровня поверхности дороги.

На кривых малых радиусов часто не бывает обеспечена безопасность движения с расчѐтной скоростью в ночное время. Современные фары дальнего света обеспечивают видимость на расстоянии около 175 м, максимум 250, что меньше расчѐтных расстояний видимости. Дороги рассчитываются на длительное время и здесь необходимо ориентироваться на дальнейший прогресс техники. Кроме того, безопасность движения в ночное время обеспечивается тем, что интенсивность движения ночью в 10 раз меньше,

чем днѐм.

Видимость дороги в ночное время:

SН R / 30

где – угол рассеивания пучка света для современных фар, 2 .

59

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1.Бабков, В. Ф. Проектирование автомобильных дорог Текст : в 2 т. Т. 1.

Учебник для ВУЗов / В. Ф. Бабков, О. В. Андреев; М. : Транспорт, 1987. 368 с.

2.Булдаков, С. И. Проектирование основных элементов автомобильной дороги Текст : учеб. Пособие / С. И. Булдаков. Екатеринбург : УрГУПС, 2002.- 263 с.

3.Ганьшин, В. Н. Таблицы для разбивки круговых и переходных кривых Текст :

справочник / В. Н. Ганьшин, Л. С.Хренов. М. : Недра, 1985. - 430 с

4.Миронов, А. А.Основы проектирования автомобильных дорог Текст : учебник /

А. А.Миронов, М. Г Новосельцев. Челябинск : УФ МАДИ (ТУ), 2001. 104 с.

5. Митин, Н.А. Таблицы для разбивки кривых на автомобильных дорогах Текст :

справочник / Н. А. Митин. М. : Недра, 1978. 469 с.

6.СНиП 2.05.02 – 85* Автомобильные дороги / Госстрой России. – М. : ФГУП ЦПП. 2004. – 54 с.

7.СНиП 2.05.03 – 84* Мосты и трубы / Госстрой России. – М. : ФГУП ЦПП. 2004.

–214 с.

8.СНиП 2.05.07 – 91* Промышленный транспорт / Госстрой России. – М. : ФГУП ЦПП. 2004. – 112 с.

60