Проект мостового перехода в Новосибирской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

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.

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

строки	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

Строки	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

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.

Размещено на Allbest.ru