Проектирование автомобильной дороги

3.3 Искусственные сооружения

 

Для пропуска воды в пониженных местах предусмотрено устройство водопропускного сооружения на пк 32+00,00

Расчет водопропускной трубы на пк 32+00,00

 

1. Установление исходных данных

Исходные данные:

1. Площадь бассейна F=0,70км²
2. Почва бассейна – супесь пылеватая
3. Средний уклон главного лога I_л=13‰
4. Уклон лога у сооружения I_о=13‰
5. Категория автомобильной дороги – III
6. Длина главного лога 1,75км
7. Расстояние от центра тяжести до сооружения L_o=0,60км
8. озерность – 0% (озер и болот нет)
9. допускаемая продолжительность стояния пруда перед сооружением ≤1сут

 

Расчет стока ливневых вод

Ливневой сток определяется по формуле:

Q_л=,

(3.3.1)

где   - геморфологический коэффициент, [  , прил. А, с. 38]

h – слой стока, h=34мм при расчетной вероятности превышения расходов 2% и V категории почв по интенсивности впитывания [  , с. 8, табл. 3.1]

z – потери слоя стока, z=5мм [  , с. 9, табл. 3.2]

коэффициент гидравлической шероховатости лога m_л=25 [  , с. 9, табл. 3.3]

коэффициент гидравлической шероховатости склонов m_с=30 [  , с. 9, табл. 3.4],

F – площадь бассейна,

k - коэффициент гидравлической шероховатости лога и склонов, k=1,7 [  , с. 9, табл. 3.5]

 – коэффициент учета  неравномерности выпадения дождя  на бассейне, [  , с. 9, табл. 3.6]

 – коэффициент уменьшения  расхода за счет наличия болот, 

Q_л××

 

Расчет стока талых вод

Снеговой  сток определяется по формуле:

Q_сн=t,

(3.3.2)

где - объем снегового стока, =h_снFaj,

(3.3.3)

t - время наступления пика паводка после 14ч декретного времени,

t=0,05t_лL_о,

(3.3.4)

где h_сн – слой дневного снегового стока, h_сн=51мм при вероятности превышения расходов 2%,

j - коэффициент, учитывающий неравномерность таяния снега, j=1,0 [  , с. 12, табл. 3.8]

a - коэффициент, учитывающий экспозицию бассейна, a=0,8 [  , с. 9, табл. 3.2] [  , с. 12, табл. 3.9]

t_л – скорость продвижения пика паводка, t_л=13,0мин [  , с. 39, прил. Б]

Тогда расход воды снегового стока

Q_сн=tajt

Так как уклон у сооружения достаточно велик, то невозможно устроить искусственный водоем. Расчет ведем по стоку ливневых вод.

 

2. Подбор отверстия трубы
1. Определение диаметра трубы

По установленному расчетному расходу определяем диаметр трубы d=1,54м, ему соответствует подпор воды H=1,54м. По принятому диаметру трубы определяем скорость на выходе V_вых=1,7м/с.

2. Назначение укрепления

Т.к. V_вых=1,7м/с<3,5м/с, то назначаем укрепление – двойное мощение на щебне.

 

3. Определение минимальной высоты насыпи над трубой
1. Бровка насыпи у труб должна возвышаться над расчетным горизонтом воды с учетом подпора не менее чем на 0,5м для безнапорных труб.

H_min=H+Δ,

(3.3.5)где H – подпор воды перед   трубой;

Δ – минимальная высота бровки над ГПВ.

H_min=1,54+0,5=2,04м

 

Δ=0,5м

Н=1,54м

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3.3.1 Схема трубы с подпором

 

2. Расчет минимальной высоты насыпи над трубой из учета засыпки над трубой не менее 0,5м из песка

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3.3.2 Схема трубы с учетом засыпки

H_min=d+*+Δ+h_до-сi_об,

(3.3.6)

где h_до – толщина дорожной одежды без учета дополнительного слоя основания;

* – толщина стенки трубы, *=0,1м для диаметра d=1,4м;

d – диаметр трубы;

Δ – минимальная толщина засыпки над трубой;

с – ширина обочины;

i_об – уклон обочины.

H_min=1,4+0,65+0,5+0,47-2×0,04=3,008м

3. Из двух условий принимаем наибольшее значение H_min=3,008м
4. Минимальная отметка бровки насыпи

H_min^бр=H_л+H_min=196,0+3,008=199,008м

 

4. Определение длины трубы

Длина трубы определяется по формуле 

,

(3.3.7)где H_нас принимаем равной H_min=3,008м;

n – толщина стенки оголовка, n=0,35м;

m – коэффициент заложения откоса, m=1,5;

 – уклон трубы, =6‰;

B – ширина земляного полотна, B=10м;

h_тр – высота (диаметр) трубы, h=1м.

 

Принимаем 4 звена по 5м, длина трубы 20м.