Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Строительство arrow ИЗЫСКАНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
Посмотреть оригинал

Выбор типа малого водопропускного сооружения. Расчет отверстия

В зависимости от величины расчетного расхода возможны три варианта малого водопропускного сооружения: круглая труба, прямоугольная труба и малый мост.

Гидравлический расчет труб

Трубы па автомобильных дорогах могут быть круглыми и прямоугольными и иметь согласно СП [8] одно, два или три очка. Минимальный диаметр круглых труб 0,75 м (на съездах — 0,5 м) при длине трубы до 15 м, 1 м при длине труб до 20 м и 1,25 — при большей длине труб.

Водопропускные трубы следует проектировать на безнапорный режим работы. Как исключение на автомобильных и особенно городских дорогах допускается полунапорный и напорный режимы протекания воды, позволяющие уменьшить высоту насыпи.

В результате гидравлических расчетов должны быть установлены следующие параметры, определяющие условия работы трубы:

  • • подпертая глубина воды перед сооружением;
  • • глубина воды на входе и выходе;
  • • наибольший продольный уклон трубы;
  • • глубина размыва русла за сооружением.

Пропускная способность трубы при безнапорном режиме (рис. 13.2, а) определяется по формуле

где фб — коэффициент скорости, равный для всех оголовков, кроме обтекаемого, 0,85; II — напор перед трубой, равный 2йс; (Ос, hc — площадь живого сечения и глубина воды в сжатом сечении.

Режимы работы труб

Рис. 13.2. Режимы работы труб:

а — безнапорный; б — полунапорный; в — напорный

Поскольку Н = 2hx, формула принимает вид

Для круглых труб площадь живого сечения сос, соответствующая глубине h(. = 0,5Я, может быть вычислена с помощью графика (рис. 13.3), на котором приведены величины юс / d2 = / (//,. / d).

Для прямоугольных труб hc = 0,5Я, поэтому

что соответствует коэффициенту расхода т = 0,3.

Пропускная способность при полуиапориом режиме (см. рис. 13.2, б) определяется по формуле

где /гс = 0,6/гт; (р6 =0,85; ют — полная площадь сечения трубы; е = = 0,6 — коэффициент заполнения трубы.

Окончательно пропускная способность трубы при полунаиор- ном режиме

График для расчета отверстия круглой трубы

Рис. 133. График для расчета отверстия круглой трубы

Трубам, работающим в безнапорном и полуиапориом режимах, придается уклон не более i = Qj)% / К2, где К — расходная характеристика, определяемая по формуле

где R = сос гидравлический радиус, м; % — смоченный периметр, м; С — коэффициент Шези, определяемый по формуле

где п — коэффициент шероховатости, принимаемый для бетонных и железобетонных труб равным 0,014; у — показатель степени: y = l,5yfn при 0,1 < R < 1 м; y = l,3-Jn при 1,0 < R < 3 м.

Напорный режим протекания воды в трубе (см. рис. 13.2, в) устанавливается при устройстве специального обтекаемого оголовка.

Пропускная способность трубы при напорном режиме:

где ср6 = 0,95 — коэффициент скорости для обтекаемого оголовка трубы.

Напорные трубы работают полным сечением при наименьшем подпоре воды перед трубой Н, если им придают так называемый уклон трения

где Кпол = axrC~J~R — расходная характеристика полностью заполненной трубы.

Для круглых труб Ктт = 24ds/3.

При i™ > iw труба не будет работать полным сечением, поскольку напорный режим переходит в безнапорный.

При гТр<гг(, для сохранения пропускной способности трубы необходимо увеличить величину подпора перед трубой на величину

где L — длина трубы, м.

Для различных режимов протекания воды в круглых и прямоугольных трубах разработаны таблицы [10], с помощью которых можно подобрать диаметр трубы и ее расчетные характеристики (Qp%, Н, /вых).

Расчет отверстия трубы рекомендуется выполнить в следующей последовательности:

  • • выбирают тип трубы (круглая или прямоугольная), тип оголовков и режим работы трубы;
  • • по формулам или таблицам подбирают диаметр круглой трубы или размер сечения прямоугольной трубы;
  • • определяют глубину подпертой воды перед трубой Я и скорость на выходе из трубы

  • • вычисляют наименьшею требуемую высоту насыпи у трубы в зависимости от глубины воды перед трубой:
    • 1) Янас = Я +0,5 или Янас =/гт +5 + Д — для безнапорных труб, где 5 — толщина стенок трубы; А = 0,75 м — толщина засыпки над трубой, но не менее толщины дорожной одежды;
    • 2) Янас =Я +1,0 — для полунапорных и напорных труб.

Далее производят расчет размыва русла за сооружением, намечают размеры и тип укрепления. При растекании потока за трубой увеличивается скорость до величины Гукр = 1,5ГВЫХ.

Из экономических соображений нецелесообразно устраивать длинные плоские укрепления отводящих русел за трубами. Поэтому ограничиваются устройством коротких укреплений на длину /укр = 36 (рис. 13.4), где b — диаметр круглой трубы или ширина прямоугольной трубы, м.

Тин укрепления назначают в зависимости от величины скорости на выходе из трубы.

Плоское укрепление заканчивается погребенным предохранительным откосом, за которым происходит размыв русла, безопасный для искусственного сооружения, так как отнесен от него па расстояние 3/;.

Глубина заложения предохранительного откоса при угле растекания потока р = 45° определяется по формуле

 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы