- •Министерство образования республики беларусь
- •Введение
- •1. Состав курсовой работы
- •2.2 Определение расчетного расхода ливневых вод
- •2.3 Построение графика зависимости расхода воды от глубины
- •2.4 Определение отверстия водопропускной трубы
- •2.5 Определение длины трубы
- •2.6 Назначение отметок лотка трубы
- •2.7 Выбор группы звена водопропускной трубы по несущей способности
- •2.8 Типы укрепления русел и откосов у труб
- •2.9 Проектирование укрепления русла и откосов у водопропускных труб
- •2.9.1 Определение размеров укрепление русла на выходе
- •2.9.2 Укрепление русла на входе
- •2.9.3 Укрепление откосов насыпей у трубы
- •2.10 Составление чертежа водопропускной трубы
- •2.10.1 Продольный разрез трубы
- •2.10.2 Поперечные разрезы тела трубы
- •2.10.3 План трубы
- •2.10.4 Деталь стыка звеньев трубы, сопряжение откосов и русла
- •2.10.5 Составление спецификации элементов трубы
- •2.10.6 Основная надпись
- •2.11 Определение объемов работ по строительству водопропускной трубы
- •2.11.1 Устройство тела трубы
- •2.11.1.1 Бесфундаментные трубы без замены грунта под основание
- •2.11.1.2 Бесфундаментные трубы с заменой грунта под основание
- •2.11.1.3 Фундаментные трубы без замены грунта под основание
- •2.11.1.4 Фундаментные трубы с заменой грунта под основание
- •2.11.1.5 Определение объемов работ по позициям 1.5, 1.6, 1.7 и 1.8
- •2.11.2 Устройство противофильтрационного экрана
- •2.11.3 Устройство ковша размыва
Министерство образования республики беларусь
Белорусский национальный технический университет
Кафедра «Проектирование дорог»
Методические указания
по выполнению курсовой работы
по дисциплине «Специальные вопросы проектирования автомобильных дорог»
для студентов специальности 1-70 03 01 «Автомобильные дороги»
Минск 2011
УДК 625.7/8 (075.8)
ББК 39.311 я 7
П 79
Составители:
И.К. Яцевич, Е.И. Кононова
Рецензенты:
А.А. Куприянчик, Л.Г. Расинская
В методических указаниях изложены вопросы проектирования водопропускных труб на пересечении малого водотока и мостовых переходов на пересечении большого водотока (реки). Подробно рассмотрены методики определения расчетного расхода воды на малом и на большом водотоках, методики расчета отверстия водопропускных сооружений, размеров водопропускных труб. В методических указаниях дается обоснование размеров струенаправляющих дамб, продольного и поперечного профиля мостового перехода и насыпей подходов.
Введение
Водотоки делятся на малые (суходолы, ручьи) и большие (реки). Такое деление вызвано различием в методике определения расчетного расхода.
Расчетный расход – это объем воды, протекающий через поперечное сечение водотока в секунду при паводках заданной вероятности превышения (1 – 3 %).
На больших водотоках (на реках) при определении расчетного расхода используют данные многолетних наблюдений гидрометеослужбы о максимальных уровнях воды на водомерных постах. На малых водотоках таких данных нет и расчетный расход определяют по эмпирическим формулам.
В равнинной местности воду, протекающую по водотоку, пропускают под автомобильной дорогой с помощью водопропускных сооружений.
В качестве водопропускных сооружений на автомобильных дорогах, пересекающих малые водотоки, применяют круглые и прямоугольные трубы и малые мосты (длиной до 25м).
На пересечении больших водотоков проектируют мостовые переходы, основным элементом которых являются большие мосты.
1. Состав курсовой работы
Раздел 1 Определение сбросного расхода на пересечении малого водотока и отверстия трубы (20%)
1.1 Определение расчетного расхода от таяния снега (5%).
1.2 Определение расчетного расхода от ливня (5%).
1.3 Построение графика зависимости Q=f(h) (5%).
1.4 Определение сбросного расхода и назначение отверстия трубы с учетом аккумуляции (5%).
Раздел 2 Проектирование водопропускной трубы (80%)
2.1 Определение длины водопропускной трубы (4%).
2.2 Назначение отметок лотка трубы (2%).
2.3 Определение размеров укрепления русла на выходе из трубы (10%).
2.4 Назначение размеров укрепления русла на входе и откосов насыпи (4%).
2.5 Составление чертежа водопропускной трубы (40%).
2.6 Определение объемов работ по устройству водопропускной трубы (10%).
2.7 Составление спецификации элементов трубы (10%).
2. Проектирование пересечения автомобильной дорогой малого водотока
Отверстия водопропускных сооружений на пересечении малого водотока определяются величиной расхода заданной вероятности превышения при паводках от снеготаяния или ливня. Вероятность превышения паводка равна 1% для дорог I категории, 2% – для дорог II и III категории и 3% – для дорог IV и V категорий, 10% для дорог VI категории.
2.1 Определение расчетного расхода талых вод
Расчетный расход талых вод в курсовой работе рекомендуется определять по формуле А.П. Лебедева [3]:
, м3/с (2.1.1)
где F – площадь водосбора, км2;
hn – слой стока в фазе подъема половодья расчетной вероятности превышения 1% (табл. 2.1.1 ), мм;
– коэффициент формы гидрографа (табл. 2.1.2);
– коэффициент полноты гидрографа (табл. 2.1.2);
tn – продолжительность подъема половодья в сутки максимальной интенсивности снеготаяния (в часах), складывается из продолжительности водоотдачи на склоны tc (табл. 2.1.2) и продолжительности стекания по логу tл, определяемой по формуле:
, ч (2.1.2)
где L – длина лога от водораздела до створа, км;
QЗ – расчетный расход, которым предварительно задаются, м3/с;
Jo – общий уклон лога от водораздела до створа, ‰;
– коэффициент, зависящий от вероятности превышения, равен 1 – при ВП=1%, 0,87 – при ВП=2% и 0,81 – при ВП=3%;
л – коэффициент, учитывающий снижение расхода в связи с залесенностью бассейна fл (табл. 2.1.3);
б – то же, в связи с заболоченностью бассейна (табл. 2.1.4).
Таблица 2.1.1
Районы Республики Беларусь (райцентры) |
Слой стока hn, при грунтах | ||
пески |
супеси |
суглинки, глины | |
Малорита, Драгичин, Высокое, Пружаны, Кобрин, Брест, Пинск, Мозырь, Петриков, Столин, Хойники, Калинковичи, Лоев |
7 |
10 |
12 |
Ошмяны, Мосты, Щучин, Новогрудок,Гродно, Лида, Островец, Волковыск, Молодечно, Барановичи, Слуцк, Дзержинск, Столбцы , Слоним, Солингорск, Старые дороги, Гомель, Ляховичи, Воложин, Брагин, Лунинец, Ивацевичи, Береза, Речица, |
9 |
12 |
15 |
Минск, Мядель, Вилейка, Логойск, Смолевичи, Червень, Докшицы, Поставы, Борисов, Бобруйск, Быхов ,Краснополье, Крупки, Осиповичи, Рогачев, Жлобин, Светлогорск, Ветка, Чечерск |
12 |
15 |
18 |
Шклов, Дубровно, Чаусы, Чериков, Лиозно, Костюковичи, Климовичи, Мстиславль, Чашники, Браслав, Полоцк, Витебск, Лепель, Орша, Могилев, Бешенковичи, Сенно, Шумилино, Городок, Рассоны, Верхнедвинск, Шарковщина, Глубокое, Миоры |
14 |
18 |
20 |
Таблица 2.1.2
Географический район |
|
|
tс, ч |
№1 №2 №3 |
0,10 0,15 0,20 |
0,77 0,79 0,81 |
3 4 5 |
Примечание к табл.2.1.2. Географический район № 1 южнее северной широты 53 (линии Волковыск, Барановичи, Слуцк, Рогачев), географический район № 2 -севернее этой линии и южнее широты 55 (линии Поставы, Глубокое, Бешенковичи, Лиозно), географический район № 3 севернее этой линии. |
Таблица 2.1.3
fл |
Значение коэффициента л при залесенности бассейна, % | ||||||||||
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 | |
0,20 |
1,00 |
0,87 |
0,81 |
0,70 |
0,64 |
0,58 |
0,53 |
0,50 |
0,46 |
0,43 |
0,41 |
0,25 |
1,00 |
0,88 |
0,81 |
0,72 |
0,67 |
0,61 |
0,57 |
0,53 |
0,50 |
0,47 |
0,44 |
0,30 |
1,00 |
0,90 |
0,82 |
0,74
|
0,70 |
0,64 |
0,60 |
0,56 |
0,53 |
0,50 |
0,47 |
0,35 |
1,00 |
0,90 |
0,83 |
0,75 |
0,71 |
0,65 |
0,61 |
0,57 |
0,54 |
0,51 |
0,48 |
Таблица 2.1.4
Значение коэффициента б при заболоченности бассейна | |||||||||||
% |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
б |
1,0 |
0,92 |
0,85 |
0,79 |
0,74 |
0,71 |
0,65 |
0,61 |
0,58 |
0,55 |
0,53 |
Значение общей лесистости fл может быть определено по карте лесистости зоны. Можно принять среднюю относительную лесистость fл:
для Витебской области – 0,25;
для Гродненской области – 0,20;
для Брестской, Гомельской и Могилевской областей – 0,35;
для Минской области – 0,30.
Порядок определения расчетного расхода снеготаяния.
Для заданных района строительства и грунтов по табл. 2.1.1 определяют значение hn для ВП=1%.
Показатели , , л, б принимают по табл. 2.1.2 и 2.1.3.
Задаваясь при первой попытке значением Q3=F, определяют tл по формуле (2.1.2) и затем находят tn=tл + tc .
По (2.1.1) вычисляют Qсн . Если полученный расход будет отличаться от Q3 не более чем на 5%, то расчет закончен. В противном случае его следует повторить при другом значении Q3 до получения необходимого результата.
Пример 2.1
Исходные данные. Дорога II технической категории проходит в Полоцком районе и пересекает водоток площадью водосбора 3,62 км2 , длиной главного лога 2,64 км. Общий уклон лога 5,54‰. Грунты водосбора – супеси. Залесенность водосбора 10%, болота отсутствуют.
Требуется определить расчетный расход от таяния снега.
Решение.
По таблице 2.1.1 для Полоцкого района и супеси принимаем слой стока hn=18мм. По таблицам 2.1.2, 2.1.3 назначаем для географического района №2 =0,20, =0,81, л=0,88 и tс=5 часов
Задаемся расходом воды Q3=3,6м3/с и определяем время стекания воды по логу (2.1.2):
;
tn=tл + tc=1,97+5=6,97ч.
Вычислим расход от таяния снега по (2.1.1):
.
Полученный расход отличается от заданного более чем на 5%.
Примем Q3=4,0м3/с. Вычислим ;tn=6,95; Qсн=4,1м3/с.
Полученный расход отличается от заданного на 0,1 м3/с, что составляет 2,5%. Принимаем Qсн=4,1м3/с.