Проект мостового перехода в Новосибирской области

Курсовой проект: „Проект мостового перехода в Новосибирской области” по дисциплине „Изыскания и проектирование автомобильных дорог”, посвящен решению вопросов проектирования мостовых переходов с учетом, предъявляемых к ним высоких современных требований по обеспечению безопасности и комфортности движения.

Наиболее трудоемкая и дорогая часть перехода — мост, и длина его должна быть минимальной. Однако все элементы перехода через водоток тесно связаны между собой. Поэтому расчет оптимального отверстия моста следует осуществлять в увязке с учетом назначения глубины фундирования опор и возможных природных деформаций русла. Глубина фундирования опор определяется на основе общего и местного размывов с учетом возможных глубинных деформаций. Глубинные природные деформации могут вызвать смещение максимальной глубины воды в районе мостового перехода как в поперечном, так и в продольном направлениях. Плановые природные деформации часто вызывают смещение русла в пределах отверстия моста с приближением к устоям, излучины реки могут угрожать насыпи подходов.

Устранить отрицательное влияние природных деформаций можно путем их учета при назначении генеральных размеров перехода и соответствующим регулированием руслового потока.

В процессе разработки курсового проекта решаются следующие задачи:

  • анализируются природно-климатические и экономические условия работы мостового перехода;
  • производится расчет паводковых расходов, путем вычерчивания морфоствора и интерполяции;
  • определяется расчетный расход методами теории вероятности;
  • назначается отверстие моста с учетом экономической выгоды;
  • производится расчет регуляционных сооружений, а именно, струенаправляющей дамбы;
  • производится расчет общего размыва, как фактора нарушения баланса твердого стока в подмостовом сечении;
  • наряду с общим производится расчет местного размыва;
  • обосновывается расчетом минимальная отметка пойменных насыпей;
  • производится расчет судоходного горизонта и проектирование продольного профиля перехода.

    1.

Описание района строительства

1.1 Природно-климатические условия района строительства

Новосибирская область — субъект Российской Федерации. Входит в состав Сибирского федерального округа.

32 стр., 15596 слов

МЕХАНИЗМЫ ПОДЪЕМА И ТЕЛЕЖКИ МОСТОВОГО КРАНА

... путем замены крюковой подвески, каната, барабана, редуктора, электродвигателя и тормоза. Стоимость такой модернизации крана существенно меньше. С учетом сложившейся экономической ситуации произведем модернизацию мостового крана по ... расчетах принимается как Gq =g·Q,, (4) где Q — номинальная грузоподъемность крана; g – коэффициент надёжности по весу груза. На кранах, как правило с режимом работы ...

Административный центр — город Новосибирск.

Новосибирская область расположена на юго-востоке Западно-Сибирской равнины. Площадь территории области 178,2 тыс. кмІ. Протяжённость области с запада на восток — 642 км, с севера на юг — 444 км.

Рис. 1

Климат континентальный, средняя температура января от ?16 на юге, до ?20 °C в северных районах. Средняя температура июля +18…+20 °C. Средняя годовая температура воздуха — 0,2 °C. Абсолютный максимум — +37 °C, минимум — ?51 °C.

Годовое количество осадков ? 425 мм, из них 20 % приходится на май-июнь, в частности, в период с апреля по октябрь выпадает (в среднем) 330 мм осадков, в период с ноября по март — 95 мм.

Роза ветров

Январь

с

св

в

юв

ю

юз

з

сз

штиль

3

5

9

16

27

31

6

3

Рис. 2

Июль

с

св

в

юв

ю

юз

з

сз

штиль

12

18

11

10

11

15

12

11

Рис. 3

Заморозки на почве начинаются во второй половине сентября и заканчиваются в конце мая. Продолжительность холодного периода — 178, тёплого — 188, безморозного — 120 дней.

86 безоблачных дней в году, 67 — со сплошной облачностью.

Основные особенности климата Новосибирской области определяются ее положением в средней части обширного Евроазиатского континента. Удаленность от Атлантики и Тихого океана определяет четко выраженную континентальность климата, проявляющуюся в значительной разнице температур между зимой и летом — 38 °С. В Прибалтике или на Камчатке, на тех же широтах, разница между зимой и летом составляет 22-23°С.

Гидрогеология. Журавский водный горизонт Новосибирской области представлен тонко-мелкозернистыми песками, алевритами и вскрывается на глубине 150-170 м на Приобском плато и 60-150 м в Барабинской низменности. Мощность водоносного горизонта соответственно 15-25 и 30-50 м. Воды напорные. Уровень устанавливается на плато па глубине до 56 м, а в Барабинской низменности на 5-8 м от поверхности. Вскрытые подземные воды в ряде случаев самоизливаются по долинам мелких рек. Минерализация возрастает с востока на запад от 0,5 до 3,0-5,0 г/л в Чистоозерном и Чаповском районах и до 9,2 г/л в Татарском. Соответственно изменяется тип вод от гидрокарбонатного к хлоридному натриевому;

— Рельеф. Преобладающая часть территории области расположена на Западно-Сибирской низменности, поэтому ее поверхность в основном равнинная. Долина реки Обь делит территорию области на две неравные части. Большая, левобережная, часть расположена на обширной равнине Обь-Иртышского междуречья, средняя высота которой 120 м над уровнем моря. Характерная особенность Барабинско-Кулундинской низменности — лентообразное повышение рельефа — гривы. Правобережная часть области более возвышенная, холмистая.

Почвенный покров области весьма сложен. В специальной литературе почвенный покров Новосибирской области рассматривается по шести районам, отличающимся по комплексу природных условий:

  • заболоченный южно-таежный район;
  • засоленная заболоченная лесостепь (Центральная Бараба);
  • солонцовая лесостепь (Южная Бараба);
  • солонцеватая степь;
  • дренированная лесостепь;
  • лесостепь Присалаирья.

Растительность. В основном, по видовому составу флора Новосибирской области ненамного отличается от флоры Средней Европы, хотя встречаются и некоторые чисто сибирские виды. Всего на территории области отмечено около 1200 видов высших дикорастущих растений.

2. Расчет паводковых расходов

Для расчета паводковых расходов вычерчивается морфоствор мостового перехода по данным расстояниям и превышениям дна русла. За пределами снятого морфоствора принимается постоянный уклон бортов долины, равный 50 ‰. Наносятся уровни паводков. Строится график зависимости скорости течения от глубины воды на поймах и в русле рис 1.

Рис. 4 — График зависимости скорости течения от глубины воды на поймах и в русле

Расходы, соответствующие заданным уровням паводков подсчитываются в табличной форме. Для каждого уровня расход определяется суммой расходов по элементам морфоствора, т.е. трапецеидальным или треугольным (крайним) элементам живого сечения. Средняя скорость течения, соответствующая средней глубине элемента, снимается с графика (рис.1).

В очертаниях морфоствора обычно ясно выделяются поймы и русло водотока, поэтому считаем, что первые три элемента составляют левую пойму, следующие три русло и последние четыре — правую пойму. Произведение средней скорости течения на площадь элемента дает элементарный расход, а сумма расходов по элементам — расход, соответствующий уровню паводка.

Таблица 1 — Подсчёт расходов

Левая пойма

Русло

Правая пойма

Год уровень

Номера элементов

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

Ширина элементов, м

20

40

10

60

80

50

210

250

180

переменная

Отметка по низу, м

109,00

106,30

105,30

103,70

100,00

100,70

103,00

104,50

105,05

106,20

переменная

Глубина по краям Н, м

1,56

2,56

4,16

7,86

7,16

4,86

3,36

2,81

1,66

Средняя глубина, Нср,м

0,78

2,06

3,36

6,01

7,51

6,01

4,11

3,09

2,24

0,83

1924

107,86

?=3065

Площадь w,м2

9

82

34

361

601

301

863

773

403

28

Скорость течения, V м/с

0,27

0,38

0,55

1,58

1,78

1,58

0,51

0,41

0,33

0,24

Расход Q, м3/с

2

31

19

570

1070

476

440

317

133

7

Глубина по краям Н, м

3,24

2,54

0,24

Средняя глубина, Нср,м

1,62

2,89

1,39

0,12

1964

103.24

?=424

Площадь w,м2

85

231

70

4

Скорость течения, V м/с

1,00

1,17

0,97

0,23

Расход Q, м3/с

85

270

68

1

Глубина по краям Н, м

3,46

2,76

0,46

Средняя глубина, Нср,м

1,73

3,11

1,61

0,23

1965

103,46

?=484

Площадь w,м2

97

249

81

15

Скорость течения, V м/с

1,02

1,21

1,00

0,22

Расход Q, м3/с

99

301

81

3

Глубина по краям Н, м

2,26

1,56

Средняя глубина, Нср,м

1,13

1,91

0,78

1966

102,26

?=221

Площадь w,м2

41

153

26

Скорость течения, V м/с

0,94

1,04

0,89

Расход Q, м3/с

39

159

23

Глубина по краям Н, м

2,75

2,05

Средняя глубина, Нср, м

1,38

2,40

1,03

1967

102,75

?=314

Площадь w,м2

61

192

46

Скорость течения, V м/с

0,97

1,11

0,91

Расход Q, м3/с

59

213

42

Глубина по краям Н, м

3,04

2,34

Средняя глубина, Нср,м

1,52

2,69

1,19

1968

103,04

?=377

Площадь w,м2

75

215

60

Скорость течения, V м/с

0,98

1,15

0,94

Расход Q, м3/с

74

247

56

Глубина по краям Н, м

2,87

2,17

Средняя глубина, Нср,м

1,44

2,52

1,09

1969

102,87

?=339

Площадь w,м2

67

202

51

Скорость течения, V м/с

0,98

1,12

0,92

Расход Q, м3/с

66

226

47

Глубина по краям Н, м

2,52

1,82

Средняя глубина, Нср,м

1,26

2,17

0,91

1970

102,52

?=266

Площадь w,м2

51

174

36

Скорость течения, V м/с

0,95

1,07

0,90

Расход Q, м3/с

48

186

32

Глубина по краям Н, м

3,18

2,48

0,18

Средняя глубина, Нср,м

1,59

2,83

1,33

0,09

1971

103,18

?=410

Площадь w,м2

82

226

67

2

Скорость течения, V м/с

0,99

1,17

0,96

0,23

Расход Q, м3/с

81

264

64

1

Глубина по краям Н, м

0,54

4,24

3,54

1,24

Средняя глубина, Нср, м

0,27

2,39

3,89

2,39

0,62

1972

104,24

?=724

Площадь w,м2

1

143

311

120

108

Скорость течения, V м/с

0,25

1,10

1,31

1,11

0,24

Расход Q, м3/с

1

157

407

133

26

Глубина по краям Н, м

0,03

1,03

2,63

6,33

5,63

3,33

1,83

1,28

0,13

Средняя глубина, Нср,м

0,02

0.53

1,83

4,48

5,98

4,48

2,58

1,55

0,7

0.07

1973

106,33

?=1779

Площадь w,м2

0

21

18

269

478

224

542

388

126

0

Скорость течения, V м/с

0,20

0,25

0,36

1,38

1,58

1,38

0,36

0,28

0,22

0,15

Расход Q, м3/с

0

5

7

371

755

309

195

109

28

0

Глубина по краям Н, м

0,18

3,88

3,18

0,88

Средняя глубина, Нср,м

0,09

2,03

3,53

2,03

0,44

1974

103,88

?=604

Площадь w,м2

0

122

282

102

54

Скорость течения, V м/с

0,23

1,06

1,26

1,06

0,23

Расход Q, м3/с

0

129

355

108

12

Глубина по краям Н, м

0,94

1,94

3,54

7,24

6,54

3,54

2,74

2,19

1,04

Средняя глубина, Нср,м

0,47

1,44

2,74

5,39

6,89

5,04

3,14

2,47

1,62

0,52

1975

107,24

?=2404

Площадь w,м2

3

58

27

323

551

252

659

618

292

11

Скорость течения, V м/с

0,23

0,33

0,45

1,50

1,71

1,46

0,42

0,35

0,28

0,20

Расход Q, м3/с

1

19

12

485

942

368

277

216

82

2

Глубина по краям Н, м

1,34

5,04

4,34

2,04

0,54

Средняя глубина, Нср,м

0,67

3,19

4,69

3,19

1,29

0,27

1976

105,04

?=1039

Площадь w,м2

6

191

375

160

271

66

Скорость течения, V м/с

0,26

1,21

1,41

1,21

0,26

0,19

Расход Q, м3/с

2

231

529

194

70

13

Глубина по краям Н, м

3,17

2,47

0,17

Средняя глубина, Нср, м

1,59

2,82

1,32

0,09

1977

103,17

?=408

Площадь w,м2

81

226

66

2

Скорость течения, V м/с

0,99

1,17

0,96

0,16

Расход Q, м3/с

80

264

63

1

Зависимость расхода от уровня сводится в график.

Рис. 5 — График зависимости расхода от уровня

3. Определение расчетного расхода

Статистическая обработка полученного ряда наибольших годовых расходов ведется также в табличной форме (табл.2).Выписанный в хронологическом порядке ряд расходов упорядочивается (ранжируется) по величине от максимального к минимальному (графа 5).

Обрабатываемый ряд должен быть непрерывным, поэтому отдельного стоящий большой расход 1924 г. в табл.5 не включается. Подсчитываем сумму расходов, средний расход, эмпирическая вероятность превышения каждого из наблюдаемых расходов:

  • где m-номер расхода в ранжированном ряду;
  • n=14-количество членов ряда.

Мерой изменчивости ряда в гидрологических расчётах служит коэффициент вариации:

где Кi= — модульный коэффициент.

Cv=

При включении в обрабатываемый ряд редкого расхода, надежность расхода существенно повышается. Объем удлиненного ряда:

N=1977-1924+1=54

Таблица 2 — Обработка результатов наблюдений

Год

Q,Мі/сек

№ члена

ряда

Ранжированный

ряд

Pэ,%

Ki

Кi-1

(Ki -1)І

год

Qi

+

1964

424

1

1975

2404

4,9

3,437

2,437

5,939

1965

484

2

1973

1779

11,8

2,543

1,543

2,381

1966

221

3

1976

1039

18,8

1,485

0,485

0,235

1967

314

4

1972

724

25,7

1,035

0,035

0,001

1968

377

5

1974

604

32,6

0,863

0,137

0,019

1969

339

6

1964

484

39,6

0,767

0,233

0,054

1970

266

7

1964

424

46,6

0,606

0,394

0,155

1971

410

8

1971

410

53,6

0,586

0,414

0,171

1972

724

9

1977

408

60,4

0,583

0,417

0,174

1973

1779

10

1968

377

67,3

0,538

0,462

0,213

1974

604

11

1969

339

74,4

0,485

0,515

0,265

1975

2404

12

1967

314

81,3

0,449

0,551

0,303

1976

1039

13

1970

266

88,2

0,380

0,620

0,384

1977

408

14

1966

221

95,2

0,316

0,684

0,468

УQi=9793

14,073?14

10,762

Qср=699,5

Средний расход:

Qср=)

==743 м3/с

Коэффициент вариации:

=

==0,953

Удлинение ряда расходов меняет порядковые номера членов ряда. На первое место ставится максимальный расход (паводок 1924 года), следовательно, остальные номера увеличиваются на единицу. Кроме того, ряд как бы растягивается с 14 до 54 лет и порядковые номера его членов увеличиваются пропорционально этому удлинению:

;

Соответственно меняется эмпирическая вероятность превышения:

;

  • Значение модульных коэффициентов при удлинений ряда несколько уменьшается (табл.3).

Таблица 3 — Значения коэффициентов

М1

1,0

7,2

10,8

14,4

18,0

21,6

25,2

28,8

Р! э

1,29

13,23

19,85

26,47

33,09

39,70

46,32

52,94

К!I

4,12

3,23

2,39

1,40

0,97

0,81

0,65

0,57

Зависимость модульных коэффициентов от их вероятности строят клетчатки вероятностей. Используя теоретические кривые, строящиеся по таблицам С.Н. Крицкого и М.Ф. Менкаля, составляем табл. 4 и затем наносим на клетчатку вероятностей.

Таблица 4 — Данные для клетчатки вероятностей

Р,%

0,10

0,33

0,50

1,0

2,0

5,0

10,0

20,0

25,0

30,0

40,0

50,0

Сн=

0,953

Кi

CsСv

1

4,29

3,97

3,85

3,62

3,34

2,91

2,45

1,83

1,60

1,39

1,02

1,5

5,53

4,80

4,57

4,12

3,60

2,93

2,35

1,64

1,47

1,29

0,98

0,73

2

6,52

5,39

5,03

4,32

3,70

2,90

2,25

1,60

1,38

1,21

0,94

0,72

3

7,91

6,08

5,50

4,65

3,83

2,80

2,12

1,48

1,28

1,13

0,89

0,72

КрВП-65

5,79

5,18

4,84

4,39

3,73

2,90

2,25

1,59

0,72

Рис. 6 — Клетчатка вероятностей

Кривая = 3 наиболее подходящая закономерность распределения расходов, при вероятности Р=1% имеет модульный коэффициент К1(%)=4,65

Отсюда расход расчетного паводка QРАСЧ.=QСР

QРАСЧ.=743*4,65=3455 м3/с

Уровень воды при расчетном расходе определяется экстраполяцией зависимости уровня от расхода, рис 2.

Следует иметь в виду, что экстраполяция эмпирических зависимостей может дать существенную погрешность. Поэтому полученный уровень — расчетный горизонт воды (РГВ) нуждается в проверке (табл. 5).

Таблица 5 — Данные для клетчатки вероятностей

Н

1,90

2,90

4,50

8,20

7,50

5,20

3,70

3,15

2,00

Расчетный паводок

108,20

Qрасч=3433

НСР

0,95

2,40

3,70

6,35

7,85

6,35

4,45

3,43

2,58

1,00

W

13

96

37

381

628

318

934

858

464

40

VСР

0,28

0,43

0,59

1,63

1,83

1,63

0,56

0,44

0,36

0,25

Q

4

41

22

621

1149

518

523

378

167

10

Qлп=67

Qрусла=2288

Qпп=1078

4. Назначение отверстия моста

Минимально необходимое отверстие моста по условию баланса наносов определяется как:

  • Р=3,04;
  • q =;

L=;

  • где ВР — ширина русла реки, м;
  • µ — коэффициент сжатия потока промежуточными опорами;
  • QP — расход, проходящий в русловой части потока;
  • Р — коэффициент общего размыва;
  • q — удельный расход на единицу длины отверстия моста, м3/ч.

L- отверстие моста, м.

L==346;

  • Р=3,04;

q ==14,3

Для расчета отверстия моста нужно знать допустимую величину коэффициента размыва, которая определяется удельным расходом, в свою очередь, зависящий от искомого отверстия моста. Эту задачу решаем подбором:

Таблица 6 — Подбор отверстия моста

Исходное отверстие L,м

190

220

230

241

Удельный расход q,м2/с

18,2

15,7

15,0

14,3

Коэффициент размыва Р

1,26

1,29

1,30

1,31

Конечное отверстие

254

246

244

241

Полученное отверстие моста необходимо правильно разместить в пределах морфоствора.

5. Расчёт регуляционных сооружений

Для устройства струенаправляющих дамб необходимо, чтобы не менее 15? расчетного расхода воды пропускалось через поймы или имеется значительная косина перехода.

После устройства мостового перехода часть потока, проходившая в бытовых условиях по поймам, перекрывается подходами к мосту (насыпями) и должна будет свернуть к отверстию моста. Для плавного ввода под мост этой части потока, устраиваются верховые струенаправляющие дамбы, а для организации плавного растекания потока после выхода его из под моста — низовые. Очертания верховой дамбы принимаются эллиптическими, а размеры её рассчитываются исходя из степени стеснения потока насыпи подходов к мосту.

Коэффициент стеснения подходами для односторонней поймы:

  • д =;

где,

QПер. — часть бытового расхода, перекрытая подходами на левой или правой пойме;

  • QРасч. — расчетный расход.

Расход на правой пойме — 1078м3/с

Пойменная часть отверстия — 48м

Средняя глубина — 5,03м

Площадь живого сечения — 241мІ

Средняя скорость — 0,64м/с

Не перекрытый расход — 154мі/с

Перекрытый расход на п.п. — 924мі/с

д ==924/3455=0,267

Соотношение полуосей эллипса, по которому очерчиваются оси струенаправляющих дамб, назначается по величине коэффициента стеснения: Кп=1,83

Размеры верховой дамбы определяются по величине ее проекции на ось мостового перехода Вв (малая полуось эллипса):

Ввп=Ап*Вр=0,291*190=55м

Параметр Ап принимается в зависимости от того же коэффициента стеснения.

Координаты криволинейной оси струенаправляющей дамбы даются в относительной форме в таблице 7. Абсолютные значения координат получаются умножением относительных на величину проекции Вв.

Таблица 7 — Координаты верховой дамбы

Правая дамба

Относительные координаты

Абсолютные координаты

К=1,83 Вв=55м

X/Вв

Y/Вв

X

Y

0,00

0,000

0,00

0,00

0,20

0,006

11,00

0,33

0,40

0,028

22,00

1,54

0,60

0,058

33,00

3,19

0,80

0,100

44,00

5,50

1,00

0,163

55,00

8,97

1,20

0,244

66,00

13,42

1,40

0,356

77,00

19,58

1,60

0,514

88,00

28,27

1,70

0,629

93,50

34,60

1,75

0,710

96,25

39,05

1,80

0,819

99,00

45,05

1,81

0,852

99,55

46,86

1,83

1,000

100,65

55,00

В голове верховой дамбы устраивается приставка, очерчиваемая по окружности радиуса r=0,2Вв=11м с углом разворота 90-120°.

Большая полуось эллипса ав=к·Вв, т.е. авп=100,65м.

Ось низовой дамбы проектируется также из двух сопряженных элементов — круговой кривой с радиусом R=2ав =2·100,65=201,3м и углом разворота, в=8-8° и касательной к ней прямой. В проекции на нормаль к створу перехода низовая дамба вдвое меньше верховой.

Координаты рассчитываются (табл. 8) с шагом абсциссы 10м по упрощенным формулам.

Таблица 8 — Координаты низовой дамбы

X

tgв=X/2ав

Y=X2/4ав

Криволинейная часть дамбы

-10

-0,050

0,25

-20

-0,099

0,99

-30

-0,149

2,23

Прямолинейная часть дамбы

-40

-0,149

3,72

-50

-0,149

5,21

-50,325

-0,149

5,26

6. Расчёт общего размыва

Размывы под мостом при проходе паводка рассчитывается поэтапным прослеживанием процесса, который заключается в построении треугольного гидрографа паводка с продолжительностью подъема уровня воды 6 суток и спада его 9 суток. Треугольный гидрограф заменяется ступенчатым с расходом на каждой ступени, увеличивающимся на одну треть расчетного рис. 4. Продолжительность ступеней 2; 2; 2,5; 3; и 3 суток. Далее задается некоторая толщина слоя смыва и рассчитывается время за которое этот размыв произойдет. Расчет ведется в форме таблицы 9.

Рис. 7 — Гидрограф стока

Таблица 9 — Расчет общего размыва

ступени

Бытовые условия

В створе моста

расход

Отметка поверхности воды Нy, м

Средняя отметка дна Нд. ср,м

Средняя глубина Нм, м.

Разм. скорость Vом, м/сек

Площадь живого сечения Wм, мІ

Средняя скорость Vм.ср, м/сек

Vм.ср/Vом, м

A

(d/Hм)?

Мутность воды с, кг/мі

Твердый расход Gм, кг/сек

Общий Q, мі/сек

Русла Q, місек

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

1

1

1152

1028

105,25

101,64

3,61

0,50

870

1,32

2,67

143

0,00092

0,1305

150

2

101,59

3,66

0,50

882

1,31

2,62

134

0,00091

0,1215

140

3

101,557

3,69

0,50

890

1,29

2,59

129

0,00090

0,1159

134

4

2

2303

1737

107,10

101,557

5,54

0,55

1336

1,72

3,12

248

0,00069

0,1705

393

5

101,36

5,74

0,56

1384

1,66

2,99

212

0,00067

0,1426

329

6

101,27

5,83

0,56

1406

1,64

2,93

198

0,00066

0,1320

304

7

3

3455

2288

108,20

101,27

6,93

0,58

1670

2,07

3,54

382

0,00059

0,2267

783

8

100,77

7,43

0,59

1791

1,93

3,25

284

0,00057

0,1607

555

9

100,58

7,62

0,60

1836

1,88

3,15

255

0,00056

0,1420

490

10

4

2303

1737

107,10

100,58

6,52

0,58

1571

1,47

2,55

121

0,00062

0,0745

171

Таблица 10 — Расчет общего размыва

V2м

Подпор Z, м

В зоне подпора

Отметка поверхности воды Нy+Z,м

Средняя отметка дна в русле Hдр, м

Глубина в русле Нр, м

Площадь живого сечения Wр, мІ

Скорость в русле Vр, м/сек

Разм. Скорость в русле Vор, м/сек

Vр/Vор

А

(d/Нм)2/3

Мутность воды с, кг/мі

Твердый расход Gр, кг/сек

Дефицит наносов Gм-Gр

кг/сек

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

1

1,75

0,08

105,33

101,22

4,11

781

1,32

0,51

2,57

124

0,0008

0,1042

107

43

2

1,71

0,08

105,33

101,22

4,11

781

1,32

0,51

2,57

124

0,0008

0,1044

107

33

3

1,67

0,08

105,33

101,22

4,11

780

1,32

0,51

2,57

125

0,0008

0,1046

108

26

4

2,97

0,14

107,24

101,22

6,02

1118

1,55

0,56

2,76

160

0,0007

0,1042

181

212

5

2,77

0,13

107,23

101,22

6,01

1141

1,52

0,56

2,70

149

0,0007

0,0970

169

160

6

2,68

0,12

107,22

101,22

6,00

1141

1,52

0,56

2,70

149

0,0007

0,0973

169

135

7

4,28

0,19

108,39

101,22

7,18

1363

1,68

0,59

2,85

180

0,0006

0,1042

238

545

8

3,72

0,17

108,37

101,22

7,15

1359

1,68

0,59

2,86

183

0,0006

0,1061

243

312

9

3,54

0,16

108,36

101,22

7,14

1357

1,69

0,59

2,87

184

0,0006

0,1067

244

246

10

2,15

0,10

107,20

101,22

5,98

1136

1,53

0,56

2,72

152

0,0007

0,0994

173

-1

Размыв

Средний дефицит наносов ?Gср

Слой смыва под мостом ?h, м

Бытовой уклон iб

Er/iб

Q/QбМ

a

LР, м

Объём смыва ?W, мі

Время смыва, ?t, сутки

t cтупени, сутки

h ступени

Продолжительность ступени, сутки

Размыв за ступень

Общий размыв

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

38

0,05

0,00010

>0.5

<1,25

0,73

436,218

2,07204

1,1

1,1

0,05

2

0,0835

0,0835

29,3

0,033

0,00010

>0.5

<1,25

0,73

436,065

1,38777

0,9

2,0

0,083

185,8

0,2

0,00009

>0.5

<1,25

0,73

643,162

12,2201

1,3

1,3

0,2

2

0,2870

0,3705

147,4

0,087

0,00008

>0.5

<1,25

0,73

642,502

5,31028

0,7

2,0

0,287

428,6

0,5

0,00008

>0.5

=1,5

0,74

723,352

34,3592

1,6

1,6

0,5

2,5

0,6890

1,0595

279,3

0,189

0,00008

>0.5

=1,5

0,74

721,650

12,9572

0,9

2,5

0,689

Таблица 10 — Коэффициент общего размыва

Средняя отметка до размыва

101,64

Отметка при максимальном размыве

100,58

Коэффициент общего размыва

1,16

Соотношение максимальной и средней глубин

1,25

Максимальная глубина.

8,20

Максимальная отметка дна

97,55

7. Расчет местного размыва

Кроме общего размыва, происходящего относительно равномерно по всей длине отверстия моста, у промежуточных опор моста наблюдается местный размыв, добавляющийся к общему. Опоры моста обычно размещают так, чтобы они не попадали на вертикаль с наибольшей глубиной. Однако со временем эта максимальная глубина может сместиться к опоре, поэтому глубина заложения фундамента должна соответствовать максимально возможной глубине размытого сечения. Величина местного размыва также зависит от гидрографа паводка, но в курсовой работе допустимо считать максимум местного размыва соответствующим наивысшей (третьей) ступени паводка.

Наибольшая глубина местного размыва.

Н=(h0+0.014B)·м·k

h0=6,2·в·H/()в;

где

Н — глубина воды у опоры;

  • в — параметр, принимаемый по приложениям;
  • W — гидравлическая крупность частиц грунта;
  • V0 — максимальная размываемая скорость;
  • V — средняя скорость;
  • В — ширина опоры, принимаемая 3,0 м;
  • м=0,85 — коэффициент формы поперечного сечения;
  • К — коэффициент косины, принимаемый =1,0;
  • При соотношении В/Н=3,0/10,25=0,2927 по приложению в=0,06156.

С учетом местного размыва максимальная глубина достигает 20,41м и минимальная отметка дна после размыва расчетным паводком 87,79.

Таблица 11 — Глубина местного размыва

Н

10,25

В

3,00

В/Н

0,29

в

0,06

Vo

0,64

V

2,13

W

0,00692 м/сек

(Vo/W)в

1,31

h=

10,16

8. Расчет минимальной отметки пойменных насыпей

Бровка земляного полотна на подходах к мосту должна быть выше расчетного горизонта высокой воды (с учётом подпора) на высоту наката волны по откосу и величину технического запаса (0,5м).

Величина подпора приближенно найдена при расчете общего размыва (0,19).

Высота наката волны определяется по:

hн=

где

Кm — коэффициент, учитывающий тип укрепления откоса насыпи;

  • m — коэффициент заложения откоса; (1,5-3,0)

л — длина волны;

  • h- высота волны;
  • Расчетная скорость ветра — 20м/сек.

Длина разгона волны — 7км.

Откос укреплен наброской из рваного камня.

По приложению Кm/m=0,27.

Средняя глубина от расчетного горизонта высокой воды (для не размытого створа выше моста) 108,20-101,64=6,56м.

При длине разгона волны 7км и скорости ветра 20м/сек по приложению

Высота наката волны

Минимальная отметка бровки земляного полотна на подходах к мосту:

9. Расчёт судоходного горизонта, проектирования продольного профиля перехода

Минимальная отметка проектной линий в продольном профиле мостового перехода складывается из отметки расчётного судоходного горизонта, высоты подмостового габарита и строительной высоты пролётного строения (включая конструкцию проезжей части).

Расчет максимального горизонта воды, при котором судоходство по реке не испытывает затруднений, ведется по паводку, порядковый номер которого в ранжированном ряду наблюдений

Высота подмостового габарита для рек III класса и средней части пролёта — 10 м. Строительную высоту можно условно принять 2м. Тогда минимальная отметка проезжей части моста 106,55+10+2=118,55 м

При проектировании продольного профиля перехода радиусы кривых и уклоны принять по нормативам дороги первой технической категории.

Таблица 12 — Расчет судоходного горизонта

Класс реки

III

Порядковый номер m

0,6

а-коэффициент, принимаемый по таблице приложения, в зависимости от класса реки.

4

k-коэффициент допускаемого снижения продолжительности физической навигации Зависящий от класса водного пути.

6

Т-фактическая продолжительность навигации, суток

150

t-перерыв в судоходстве для наиболее крупных судов продолжительностью в сутках.

9

9 суток

1730

Расчетный судоходный горизонт

106,55

Подмостовой габарит, м

10

Строительная высота, м

2

Минимальная отметка проезжей части моста

118,55

насыпь мост профиль строительство

При проектировании продольного профиля перехода радиусы кривых и уклоны принять по нормативам дороги первой технической категории.

Заключение

В курсовом проекте рассмотрен вариант расчёта по изысканиям и проектированию мостового перехода через реку в Новосибирской области.

В результате изысканий мостового перехода получены следующие результаты:

  • Рассчитаны расходы, соответствующие заданным уровням паводков;
  • Определен расчетный расход заданной обеспеченности;
  • Назначено отверстие моста;
  • Рассчитаны регуляционные сооружения;
  • Определен общий размыв;
  • Рассчитан местный размыв;
  • Назначена минимальная отметка пойменной насыпи;
  • Определен судоходный горизонт, запроектирован продольный профиль перехода.

Принимая во внимание вышеизложенное, тема курсового проекта достигла цели проектирования.

За окончательный вариант проектом принят постоянный низководный мостовой переход с затопляемыми высокими водами мостом и подходами.

Список литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/po-mostam-novosibirska/

1. Самбаров Н.Н. Проектирование мостовых переходов. Учебное пособие/ — Иркутск: ИрГТУ — ИрДУЦ, 2001. — 71с.

2. Андреев О. В. Проектирование мостовых переходов. — М., Транспорт, 1980. 215 с.

3. Андреев О.В., Глаголева Т.Н., Федотов Г.А., Абрамов Ю.В. Основы расчета мостовых переходов. Л., Изд-во «Высшая школа», 1971.

4. ГОСТ 26775-97 Габариты подмостовые судоходных пролетов мостов на внутренних водных путях. Нормы и технические требования.