Изыскание мостового перехода через водоток для автомобильной дороги

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Состав изысканий

1.1 Подготовительный период

1.2 Картографические исследования

1.3 Топографо-геодезические исследования

1.4 Инженерно-гидрологические обследования

1.5 Инженерно-геологические обследования

2. Предварительный выбор места мостового перехода

3. Определение расчётного максимального расхода водотока.

4. Морфометрический расчёт.

5. Русловой расчёт

5.1 Определение наибольшей длины моста

5.2 Определение коэффициента разлива

5.3 Определение длины моста

5.4 Определение отметки размыва дна русла под мостом

5.5 Определение отметки дна реки после общего размыва с учётом погрешности

5.6 Определение отметки дна реки после размыва с учётом воронки местного размыва

5.7 Определение отметки подошвы фундамента с учётом местного размыва

5.8 Определение глубины заложения фундамента

5.9 Определение коэффициента размыва по площади подмостового сечения

5.10 Определение отверстия моста

6. Определение отметки расчётного судоходного горизонта и отметки проезжей части моста.

7. Проектирование насыпи на пойменных участках

8. Укрепительные сооружения

9. Статическая схема моста

10. Ширина и габариты моста

Заключение

Литература

строительство мостовой переход укрепительный

ВВЕДЕНИЕ

В курсовом проекте рассматривается вариант расчёта по изысканиям мостового перехода через реку Друть.

Данный мостовой переход представляет сооружение, проводящее дорогу над водным препятствием.

В состав мостового перехода через водоток входят:

а) искусственное сооружение - мост, служащее для пересечения собственно водотока (перекрывает русло реки);

б) подходы к мосту, проектом принято: устраивать в виде земляных насыпей, откосы которых постоянно или периодически омываются водой или затапливаются;

в) регуляционные и защитные сооружения, если по результатам изысканий будет в этом необходимость, то предусмотреть струенаправляющие дамбы или траверсы.

При установлении состава и объёма изыскательских работ проект рассматривает методы проектирования и назначает генеральные размеры сооружений.

В процессе проектирования мостового перехода проект может предусмотреть изменение состава изыскательских работ.

Актуальность проектирования:

1. наилучшее обслуживание перевозок;

2. обеспечение непрерывности движения по дороге;

3. решение транспортных проблем.

Цель проектирования: изыскания мостового перехода.

Объект проекта: мостовой переход через реку Друть.

Проектом принят тип мостового перехода: постоянный высоководный с незатопляемыми подходами для обеспечения непрерывного проезда автомобилей при всех уровнях воды в водотоке.

Предмет проекта: расчёт мостового перехода по данным изысканий.

В соответствии с целью, предметом и объектом задача проекта состоит в составлении технической документации на строительство мостового перехода через реку Друть

1. СОСТАВ ИЗЫСКАНИЙ

1.1 Подготовительный период

Проектом предусматривается строительство капитального мостового перехода со сроком службы 50 - 100 лет, с последующей реконструкцией и усилением, как мостовых конструкций, так и в целом всего мостового перехода.

Проектируемый мостовой переход является участком автомобильной дороги Ґ± категории. Мостовой переход пересекает реку в среднем ее течении. В непосредственной близости к переходу (на расстоянии 5,1 км ниже по течению) находится постоянный водомерный пост, на котором в течение 16 лет (1989 - 2004 гг.) велись наблюдения за уровнями воды. С 1989 г. систематически измерялись также расходы воды, в том числе и максимальные расходы на пиках паводков.

В 75 км выше по течению от места перехода имеется мостовой переход через реку Друть и действует постоянный водомерный пост, открытый одновременно со строительством капитального моста у перехода в 1989 г. На протяжении всех 16 лет регулярно измеряли уровни и расходы воды, включая максимальные.

Максимальные годовые расходы воды на посту и максимальные уровни воды у перехода приведены в таблице 1.

Таблица 1. Данные наблюдений

Год	В 5,1 км ниже по течению
	Расход Qmax,	Уровень H, м
1989	1450	592,40
1990	1100	592,16
1991	1000	592,08
1992	1460	592,42
1993	1050	592,09
1994	1370	592,30
1995	1640	592,62
1996	650	591,50
1997	2260	593,02
1998	3400	593,72
1999	1180	592,29
2000	1880	592,70
2001	1380	592,42
2002	3240	593,52
2003	2650	593,18
2004	880	591,90

В качестве сравнительного варианта-аналога рассматривается действующий высоководный мост через реку Друть в 47 км выше по течению.

В течение предусмотренного периода времени условия, в которых будут работать сооружения, могут существенно меняться, а именно: непостоянством речного стока, что допускается анализом изысканий; неизбежными русловыми преобразованиями.

По данным сравнительного варианта действующего мостового перехода у местности будущего перехода возможны русловые изменения, которые свойственны данному водотоку в свободном состоянии.

Поэтому проект учитывает:

первое: что после постройки сооружений мостового перехода, стесняющих водоток, около них развиваются местные размывы;

второе: прогнозы возможного притока воды к мосту по расчётному уровню высокой воды возможный в паводок;

третье: неизбежные русловые деформации.

Необходимо учесть, что во время высокого паводка 1956 г. под действующими мостами в районе через реку Друть произошли значительные русловые переформирования, в результате чего возникла угроза подмыва и обрушения опор нескольких мостов. Под одним из автодорожных мостов размывы достигли большой величины, так что две промежуточные опоры потеряли устойчивость и три пролётных строения обрушились, что привело к перерыву в работе перехода на длительный срок.

Поэтому, состав изысканий предусматривает защиту мостовых переходов от чрезмерно развившихся размывов и сильных течений. Проект предусматривает комплекс работ, которые направлены на регулирование реки в месте перехода. Целью регуляционных работ является уменьшение или перемещение размывов, то есть их локализованность.

Работа подготовительного периода рассмотрела ряд проблем, которые возникали при изыскании мостового перехода, а именно: изучила данные о режиме и местные условиях пересечения реки; проанализирован материал о водном стоке поверхностных вод; изучены топографические, грунтовые и геологических условиях по всем вариантам перехода, в том числе и природные изменения речного русла.

Вывод:

1. По согласованию с государственным агентством по водным ресурсам установлен класс реки в месте перехода - Ґі класс.

2. Принять в качестве варианта для сравнения высоководный мост, который находится выше по течению в 47 километрах от места перехода.

3. План мостового перехода назначить в следующем составе:

искусственное сооружение (мост) - перекрывает основное русло;

левый подход к мосту; правый подход к мосту; струенаправляющие дамбы - определить по расчетам дальнейших изысканий; траверсы - в случае необходимости по величине размывов.

1.2 Картографические исследования

Место мостового перехода является с преобладающим равнинным рельефом.

В 11 километрах от места перехода имеется знак пункта местности - репер с известной абсолютной высотой.

Мостовой переход будет подчинён общему направлению трассы для автомобильной дороги Ґ° категории.

1.3 Топографо-геодезические исследования

Рельеф местности и ситуация речной долины позволяют построить мостовой переход на участке трассы дороги Ґ°категории, а также рассчитывать на пропуск максимального расхода воды.

Статистической обработкой рядов годовых максимальных расходов рек-аналогов были определены расходы 1 % вероятности превышения. Предварительно были получены результаты о пиковых уровнях воды и морфологические характеристики. Характеристики водосборных бассейнов рек-аналогов практически совпадают с предварительным анализом места перехода.

1.4 Инженерно-гидрологические обследования

Данная река является притоком реки Друть. Во время паводков река имеет смешанное снегодождевое питание, преимущественно высокие паводки дождевого происхождения.

Поверхностный сток создаёт течение воды в долину реки с площади водосборного бассейна до створа перехода Р_пер = 1460 км² и длиной реки L = 52 км. Бассейн залесен на 20%; почвы леса суглинистые. Площадь озёр и болот составляет менее 1% от площади Р_пер.

Продольный уклон поверхности воды на пике самого высокого паводка, наблюдавшегося в 1998 г. i_б = 0,00047.

Наибольшая скорость находится ниже по течению от места мостового перехода.

В качестве рек-аналогов взяты шесть притоков реки Друть, в которую впадает река, где устраивается мостовой переход. Реки-аналоги и, пересекаемая переходом река, расположены в основном в верхней холмистой части водосборного бассейна главной реки.

На реках-аналогах преобладает разлив за пределы русла во время подъёма уровня воды, поэтому, проектом предусмотрено сооружение защитных гидротехнических сооружений.

Проект не рассматривал сооружение дополнительных мостов вне пределов русла, потому что в подавляющем большинстве на реках-аналогах вспомогательные гидротехнические сооружения обеспечивают сохранность и нормальную работу основных сооружений перехода.

Климатические признаки бассейнов рек-аналогов подобны климатическим характеристикам бассейна реки, где проектируется мостовой переход. На всех реках высокие паводки образуются в результате выпадения сильных дождей. Почвы и лесистость водосборных бассейнов рек-аналогов имеют некоторые различия. На всех бассейнах, за исключением одного, значительных площадей, которые заняты озёрами и болотами, нет. На семи водомерных постах рек-аналогов имеются данные о годовых максимальных расходах воды за период времени 10 - 20 лет.

Данная рек является судоходной, поэтому для стабильного судового хода только часть пролётов будет обеспечивать пропуск судов. Остальные пролёты существенно меньше. Величину малых пролётов необходимо подобрать с надлежащим экономическим обоснованием.

Вывод:

Обследования места мостового перехода на основе гидрологических наблюдений установили:

1. УВВ = 593,75 м;

2. УМВ = 591,50 м;

3. УВЛ = ниже 593,75 м ;

4. УВПЛ и УНПЛ не установлен;

5. коэффициент шероховатости русла и пойм n = 10;

6. траекторию движения судов, плотов - строго по фарватеру;

7. траекторию движения льдин - по течению не выходя из берегов;

8. скоростной режим течения воды - .

Наблюдения показали:

1. направление струй воды в русле и пойме практически совпадают;

2. проход УВВ во время половодья - за пределом береговой линии и в разливе пойменного участка.

Гидрологические работы выявили замеры для определения расходов воды при разных уровнях высокой воды и промеры отметок дна по оси мостового перехода.

Данные морфометрического замера по оси мостового перехода приведены в таблице.

Таблица 2. Морфометрические данные

ПК, м	Отметка дна по оси мостового перехода, м
левая пойма
50+10	596,30
50+40	590,25
русло реки
50+40	590,25
50+47	589,10
50+76	588,62
51+17	587,55
51+50	587,10
51+77	586,50
52+02	590,15
правая пойма
52+02	590,15
53+02	591,40
54+24	592,10
56+02	592,75
57+52	592,90
59+29	593,10
60+29	593,20

При горизонте воды на отметке 593,75 м через живое сечение реки проходит расход .

По морфологическим признакам сечение делится на три основные части: 1 - левая пойма; 2 - коренное русло; 3 - правая пойма; и прилегающая протока к правой пойме.

Коренное русло и протока извилистые в плане, засорённые. Коэффициент шероховатости для них принят n = 10.

Поймы, сильно заросшие кустарником со слабым течением; коэффициент шероховатости пойм принят n = 0,10.

1.5 Инженерно-геологические обследования

Грунт в месте перехода нормальный: преобладают лёгкие суглинки, сырой песок с глубиной залегания до 25 - 29 м, коэффициент прочности f = 0,6.

Характер напластований грунтов на склонах, поймах, берегах в основном линейно-деформированные грунта; выходы грунтовых вод не наблюдаются; подмыв берегов - естественный; размыв дна реки - общий слабый.

Поперечный наклон напластований грунтов от оси мостового перехода в 25 м ниже и выше - однородный без преобладаний (лёгкий суглинок и сырой песок).

На берегах и поймах в пределах 100 - 500 м пробы грунта песчано-земляные с естественными склонами.

Результаты ИГО:

1. назначить место мостового перехода в пределах зоны изысканий;

2. основания естественные;

3. глубину заложения фундамента определить расчётом по характерному размыву в русловой части.

2. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР МЕСТА МОСТОВОГО ПЕРЕХОДА

По результатам изысканий предварительно назначим место мостового перехода и определим условия:

1. трассу мостового перехода назначим к общему направлению дороги;

2. участок реки в месте мостового перехода является благоприятным для устройства опор и насыпей подходов к мосту;

3. вблизи места перехода отсутствуют природно-естественные опасные зоны;

4. место пересечения находится на относительно узком участке реки;

5. вблизи места перехода реки отсутствуют острова и рукава; протока к прилегающей пойме будет засыпана;

6. ось моста расположить перпендикулярно направлению течения воды в главном русле и на прилегающих поймах;

7. мост располагается на прямолинейном участке русла.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЁТНОГО МАКСИМАЛЬНОГО РАСХОДА ВОДОТОКА

Анализ исходных данных.

Проектируемый мостовой переход является участком железной дороги Ґ± категории и пересекает реку в среднем ее течении. Во время паводков река имеет смешанное снегодождевое питание.

В непосредственной близости к переходу, на расстоянии 5,1 км ниже по течению, находится постоянный водомерный пост. На посту велись наблюдения за уровнями воды и систематически измерялись расходы воды, в том числе и максимальные расходы на пиках паводков.

Максимальные годовые расходы воды и максимальные уровни воды на посту вблизи перехода приведены в таблице 1.

Таблица 2. Статистическая обработка данных

год	Qmax	mi	Qmax	mi - 0,3	n + 0,4	pэ,%	Q0	Ki	Ki - 1	(Ki - 1)2
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1989	1450	1	3400	0,7	16,4	4,27	1661,88	2,046	1,046	1,0939
1990	1100	2	3240	1,7	16,4	10,37	1661,88	1,950	0,950	0,9017
1991	1000	3	2650	2,7	16,4	16,46	1661,88	1,595	0,595	0,3535
1992	1460	4	2260	3,7	16,4	22,56	1661,88	1,360	0,360	0,1295
1993	1050	5	1880	4,7	16,4	28,66	1661,88	1,131	0,131	0,0172
1994	1370	6	1640	5,7	16,4	34,76	1661,88	0,987	-0,013	0,0002
1995	1640	7	1460	6,7	16,4	40,85	1661,88	0,879	-0,121	0,0148
1996	650	8	1450	7,7	16,4	46,95	1661,88	0,873	-0,127	0,0163
1997	2260	9	1380	8,7	16,4	53,05	1661,88	0,830	-0,170	0,0288
1998	3400	10	1370	9,7	16,4	59,15	1661,88	0,824	-0,176	0,0308
1999	1180	11	1180	10,7	16,4	65,24	1661,88	0,710	-0,290	0,0841
2000	1880	12	1100	11,7	16,4	71,34	1661,88	0,662	-0,338	0,1143
2001	1380	13	1050	12,7	16,4	77,44	1661,88	0,632	-0,368	0,1356
2002	3240	14	1000	13,7	16,4	83,54	1661,88	0,602	-0,398	0,1586
2003	2650	15	880	14,7	16,4	89,63	1661,88	0,530	-0,470	0,2214
2004	880	16	650	15,7	16,4	95,73	1661,88	0,391	-0,609	0,3707
?			26590					15,99995 16	0,000	3,6713
Q0			1661,88

Определение коэффициента вариации ряда по формуле

:

,

принимается коэффициент вариации ряда .

Определение модульного коэффициента расхода по расчётной вероятности.

Для мостов на железных дорогах Ґ± категории вероятность превышения расчётного максимального расхода установлена 1% и наибольшего расхода 0,33%.

Модульный коэффициент берётся по таблицам С.Н. Крицкого и М.Ф. Менкеля при соответствующем значении и ; .

Параметры для работы с таблицами ; .

Методом интерполяции определяется .

p, %
	коэффициент вариации
	0,4	0,6
1	2,25	3,07

Интерполяционная формула

:

Методом интерполяции определяется .

p, %
	коэффициент вариации
	0,4	0,6
0,3	2,64	3,82
0,5	2,48	3,50

Обратная интерполяционная формула

:

интерполяция узла 0,4



интерполяция узла 0,6

p, %
	коэффициент вариации
	0,4	0,6
0,33	2,62	2,77

Интерполяционная формула

:

Определение расчётного максимального расхода :

Определение уровней воды, соответствующим максимальным расходам.

Графическую интерпретацию уровней можно получить при помощи графических возможностей MS Excel.. Зависимость H = f(Q) представляет набором наблюдаемых значений (данных).

Таблица для определения уровня воды при максимальном расходе.

расход Qmax,	уровень H, м
4470,46	определить
4387,36	определить
3400	593,72
3240	593,52
2650	593,18
2260	593,02
1880	592,70
1640	592,62
1460	592,42
1450	592,42
1380	592,40
1370	592,30
1180	592,29
1100	592,16
1050	592,09
1000	592,08
880	591,90
650	591,50

Графическая интерпретация уровней воды, соответствующим максимальным расходам, по аппроксимирующим данным

Квадрат коэффициента корреляции уравнения регрессии равен R² = 0,985 и лежит в диапазоне 0,9 - 1, следовательно, данная зависимость является достоверной.

Определение уровня воды по уравнению регрессии y = 1,258 Ln(x) + 583,33

Вывод:

Таблица уровней воды, соответствующим максимальным расходам, по аппроксимирующим данным.

расход Qmax,	уровень H, м
4470,46	593,89
4387,36	593,87
3400	593,72
3240	593,52
2650	593,18
2260	593,02
1880	592,7
1640	592,62
1460	592,42
1450	592,42
1380	592,4
1370	592,3
1180	592,29
1100	592,16
1050	592,09
1000	592,08
880	591,9
650	591,5

Расчётный уровень высокой воды РУВВ принимаю на отметке 596,30 м.

4. МОРФОМЕТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ

Для расчёта отверстия моста установим: как распределяется водотока между частями живого сечения в месте перехода.

В месте перехода гидрометрические работы не проводились, поэтому распределение расхода определим приближённым расчётом по морфологическим характеристикам: русловая часть; примыкающие поймы.

Средняя глубина потока воды в частях живого сечения - h, м определяем по профилю живого сечения и коэффициенту шероховатости - n, назначаемому в соответствии с характеристикой русла и пойм на участке реки.

Расчётному уровню высокой воды соответствует расход Q_s и расчётная характеристика . Эта характеристика может быть выражена уравнением равномерного движения воды через геометрические размеры и шероховатость поперечного сечения водотока по формуле:

,

где

индексы - р.б. и п.б., обозначают размеры поперечного сечения водотока в русле и пойме;

щ - площадь поперечного сечения, м²;

m - коэффициент, равный (коэффициент шероховатости - n, назначаемый в соответствии с характеристикой русла и пойм на участке реки).

Для вычисления площадей щ и средних глубин h водотока предварительно рассчитаем геометрические элементы поперечного сечения водотока в русле и на поймах.

Таблица расчёта.

ПК, м	Отметка дна по оси мостового перехода, м	Глубина воды: Hрасч. - Hдна, м	Средняя глубина потока на элементарном участке:	Длина участка l, м (расстояние между соседними отметками)	Площадь участка щ:
левая пойма
50+10	596,30	0,00
50+40	590,25	6,05	3,02	30	90,75
?(lлевая пойма)				30
?(щлевая пойма)					90,75
русло реки
50+40	590,25	6,05
50+47	589,10	7,20	6,62	7	46,37
50+76	588,62	7,68	7,44	29	215,76
51+17	587,55	8,75	8,21	41	336,81
51+50	587,10	9,20	8,97	33	296,17
51+77	586,50	9,80	9,50	27	256,50
52+02	590,15	6,15	7,97	25	199,37
?(lрусло)				162
?(щрусло)					1351,00
правая пойма
52+02	590,15	6,15
53+02	591,40	4,90	5,52	100	552,00
54+24	592,10	4,20	4,55	122	555,10
56+02	592,75	3,55	3,87	178	689,75
57+52	592,90	3,40	3,47	150	521,25
59+29	593,10	3,20	3,30	177	584,10
60+29	593,20	3,10	3,15	100	315,00
?(lправая пойма)				827
?(щправая пойма)					3217,20
?(lл.п. + lп.п.)				857
?(щл.п. + щп.п.)					3307,95
?(lрусло)				162
?(щрусло)					1351,00

Определение параметров русла:

Определение параметров пойм:

Определение расчётной характеристики :

Вывод: в бытовом состоянии русло пропускает 41% расхода водотока, а поймы 59%; целесообразно производить уширение русла под мостом.

5. РУСЛОВОЙ РАСЧЁТ

5.1 Определение наибольшей длины моста

Определение необходимой длины моста - L_min:

L_min = B_р.б. = 162 м

Определение максимальной длины моста - L_max по формуле

при L_max > L_min,

где

- отношение ширины опоры b (b = 3,1 м) к величине пролёта по ширине русла l (l = B_р.б.): ;

Q - расход потока, 100%;

Q_р.б. - русловой бытовой расход потока, 41%;

и 554,03 > 162

Наибольшая длина моста 554,03 м

5.2 Определение коэффициента разлива

Максимальный коэффициент разлива определяется по формуле



и соответствует минимальной длине моста:

.

Коэффициент разлива будет меняться в пределах P_max - P_min и для любого P_{разлива} соответствует определённая длина моста: .

Установление диапазона коэффициента разлива: 1,0; 1,25; 1,5; 1,75; 2,0; 2,25; 2,27.

5.3 Определение длины моста

Длина моста определяется по каждому коэффициенту разлива.

Расчёт	Коэффициент разлива
	Pmin = 1	P = 1,25	P = 1,5	P = 1,75	P = 2,0	P = 2,25	Pmax = 2,27
	554,03
Длина моста, м	554,03	396,43	301,58	239,32	195,88	164,16	161,99

5.4 Определение отметки размыва дна русла под мостом

Отметка дна размыва русла под мостом определяется по формуле

где

- отметка расчетного уровня высокой воды соответствует Q_max, ;

- относительная погрешность коэффициента разлива: , можно принять равным 0,15, так как расход воды между руслом и поймой базируется на морфометрическом расчёте;

- наибольшая глубина ;

- глубина воронки местного размыва у опоры, определяется по формуле

при

где

- ширина опоры, м, ;

- коэффициент формы опоры ;

;

- скорость течения воды под мостом после размыва определяется по формуле

при ;

,

скорость после размыва возрастёт на 11,85%

,

отметка дна русла под мостом после размыва составит 569,92 м

5.5 Определение отметки дна реки после общего размыва с учётом погрешности

Отметки дна реки определяется по каждому коэффициенту разлива по формуле .

Коэффициент разлива, P	Расчёт
1,00	596,30	9,8	9,80	11,27	585,03
1,25	596,30	9,8	12,25	14,09	582,21
1,50	596,30	9,8	14,70	16,91	579,40
1,75	596,30	9,8	17,15	19,72	576,58
2,00	596,30	9,8	19,60	22,54	573,76
2,25	596,30	9,8	22,05	25,36	570,94
2,27	596,30	9,8	22,25	25,58	570,72

5.6 Определение отметки дна реки после размыва с учётом воронки местного размыва

Отметки дна реки с учётом местного размыва у опор определяется по каждому коэффициенту разлива по формуле

.

Коэффициент разлива, P
1,00	596,30	9,8	9,80	11,27	0,8	12,07	584,23
1,25	596,30	9,8	12,25	14,09	0,8	14,89	581,41
1,50	596,30	9,8	14,70	16,91	0,8	17,71	578,60
1,75	596,30	9,8	17,15	19,72	0,8	20,52	575,78
2,00	596,30	9,8	19,60	22,54	0,8	23,34	572,96
2,25	596,30	9,8	22,05	25,36	0,8	26,16	570,14
2,27	596,30	9,8	22,25	25,58	0,8	26,38	569,92

5.7 Определение отметки подошвы фундамента с учётом местного размыва

Отметка подошвы фундамента или глубина заложения фундамента должна быть ниже отметки местного размыва у опоры.

- необходимая отметка подошвы фундаментов

Коэффициент разлива, P		h, м
1,00	584,23	1,7	582,53
1,25	581,41	1,7	579,71
1,50	578,60	1,7	576,90
1,75	575,78	1,7	574,08
2,00	572,96	1,7	571,26
2,25	570,14	1,7	568,44
2,27	569,92	1,7	568,22

5.8 Определение глубины заложения фундамента

Глубина заложения фундамента исчисляется от уровня межени (УМВ) до отметки подошвы фундамента (h_п.ф.): .

Коэффициент разлива, P
1,00	588,60	582,53	6,07
1,25	588,60	579,71	8,89
1,50	588,60	576,90	11,70
1,75	588,60	574,08	14,52
2,00	588,60	571,26	17,34
2,25	588,60	568,44	20,16
2,27	588,60	568,22	20,38

5.9 Определение коэффициента размыва по площади подмостового сечения

Площадь подмостового сечения не должна превышать 35% от общей площади после размыва и срезки:

Коэффициент разлива, P
1,00	0,00	0,00	0 < 35
1,25	0,25	0,20	20 < 35
1,50	0,50	0,33	33 < 35
1,75	0,75	0,43	43 > 35
2,00	1,00	0,50	50 > 35
2,25	1,21	0,54	54 > 35
2,27	1,27	0,56	56 > 35

Принимаю коэффициент разлива P = 1,5

5.10 Определение отверстия моста

Отверстие моста принимается по коэффициенту разлива P = 1,5

Характеристика моста	Измеритель	Показатель
Длина моста, Lмоста	м	301,58
Отметка дна реки после общего размыва,	м	582,21
Отметка дна реки с учётом местного размыва у опор,	м	581,41
Отметка подошвы фундамента,	м	579,71
Глубина заложения фундамента,	м	8,89

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТМЕТКИ РАСЧЁТНОГО СУДОХОДНОГО ГОРИЗОНТА И ОТМЕТКИ ПРОЕЗЖЕЙ ЧАСТИ МОСТА

Расчётный судоходный горизонт (РСГ) определяю по материалам наблюдений за уровнями воды.

Последовательность определения РСГ.

1. Данные наблюдений максимальных уровней паводков (половодий) заношу в таблицу в ряд в убывающем порядке.

2. Каждому члену ряда присваивается порядковый номер: наибольшему уровню - первый номер и указывается соответствующий календарный год.

3. В зависимости от класса реки принимаю значение р, % (вероятность превышения максимального уровня в году, который принимается за расчётный).

4. Вычисляю расчётный порядковый номер члена ряда по формуле

,

5. где n - общее число максимальных годовых уровней в ряду.

6. Нахожу по значению m календарный год, который будет расчётным.

7. По материалам наблюдений строю уровенный график расчётного года и выясняю фактическую продолжительность навигации T₀ в сутках для расчётного года.

8. Определяю в соответствии с классом реки значение k, % (допустимая относительная продолжительность стояния уровней воды выше судоходного горизонта в расчётном году).

9. Определяю допустимую продолжительность стояния уровней воды выше расчётного судоходного горизонта t_с в сутках по формуле .

10. Произвожу срезка максимального уровня на уровенном графике расчётного года на величину t_c.

11. Определяю отметку РСГ по линии срезки.

Расчёт

Исходные данные для расчёта:

H_расч. = 596,30 м

Класс реки Ґµ

р = 4%

k = 2 %

n = 16

год	Qmax	mi	Qmax
1989	1450	1	3400
1990	1100	2	3240
1991	1000	3	2650
1992	1460	4	2260
1993	1050	5	1880
1994	1370	6	1640
1995	1640	7	1460
1996	650	8	1450
1997	2260	9	1380
1998	3400	10	1370
1999	1180	11	1180
2000	1880	12	1100
2001	1380	13	1050
2002	3240	14	1000
2003	2650	15	880
2004	880	16	650

1998 - расчётный год

T₁₉₉₈ = 197

H₁₉₉₈ = 593,72 м



Построение расчётного гидрографа по отметкам расчётного года - 1998 г.

Сутки	Уровень, м	Сутки	Уровень, м
5	588,00	145	592,16
10	588,32	150	592,00
15	588,64	155	591,84
20	588,96	160	591,68
25	589,28	165	591,52
30	589,60	170	591,36
35	589,92	175	591,20
40	590,24	180	591,04
45	590,56	185	590,88
50	590,88	190	590,72
55	591,20	195	590,56
60	591,52	200	590,40
65	591,84	205	590,24
70	592,16	210	590,08
75	592,48	215	589,92
80	592,80	220	589,76
85	593,12	225	589,60
90	593,44	230	589,44
95	593,76	235	589,28
100	593,60	240	589,12
105	593,44	245	588,96
110	593,28	250	588,80
115	593,12	255	588,64
120	592,96
125	592,80
130	592,64
135	592,48
140	592,32

Произвожу срезку максимального уровня на графике расчётного года на величину t_c.

Определяю отметку РСГ по линии срезки и соответствующие им сутки: отметка РСГ находится между значениями:

индексы	значение переменных
	x	y
0	95	593,72
1	100	593,60

Составляю интерполяционный многочлен:

.

Составляю таблицу значений:

Сутки (x)	P1(x), м
95	593,720
96	593,696
97	593,672
98	593,648
99	593,624
100	593,600
?	3561,960

Принимаю отметку РСГ равную 593,66 м.

Определение отметки проезжей части моста

Для судоходных и сплавных рек отметка проезжей части моста определяется высотой подмостового габарита Г для безопасного пропуска судов и плотов под мостом.

Минимальная отметка проезжей части на длине судоходных пролётов определяется по формуле и отметка моста не может быть принята меньшей;

где РСГ - расчётный судоходный уровень, обычно значительно более низкий, чем расчётный для моста и насыпи, м;

Г - судоходный габарит, исчисляется от РСГ и назначается по классу водного пути, м;

- конструктивная высота пролётных строений в судоходной части моста, м.

Количество судоходных пролётов в мосту должно быть не менее двух: один пролёт для взводного и один для сплавного судоходства.

Один судоходный пролёт разрешается устраивать только в однопролётных мостах или при условии, что второй пролёт не может быть размещен из-за недостаточной ширины русла реки. Судоходный пролёт можно считать действующим только в том случае, если на всей его ширине могут плавать суда при наинизшем уровне воды, причем в любой точке пролёта должна быть обеспечена глубина, требуемая по классу водного пути. Размеры судоходных пролётов могут быть неравными. Величина пролётов для сплавного судоходства принимается несколько большей, чем для взводного. Это делается в связи с тем, что идущие вниз по течению суда в связи с увеличением скорости воды у моста приобретают рыскливость, управление ими затрудняется, возникает опасность навала судов на опоры моста.

Если по конструктивным или архитектурным соображениям величины обоих судоходных пролётов принимаются одинаковыми, то их размер должен соответствовать наибольшему из двух.

Вывод: на основании вышеизложенного принимаю два судоходных пролёта по 110 м, .

Принимаю отметку проезжей части моста равную 598,80 м.

7. ПРОЕКТИРОВАНИЕ НАСЫПИ НА ПОЙМЕННЫХ УЧАСТКАХ

Для назначения отметки верха пойменной насыпи необходимо:

1. Определить полный подпор воды по формуле

,

где

- ширина размыва реки (русла и поймы), м;

- длина моста, м;

- степень стеснения потока, определяется по формуле

;

- бытовой уклон реки, i_б = 0,00047;

- величина, учитывающая влияние струенаправляющих дамб на подпор, .

Данные для расчёта:

i_б = 0,00047

2. Определить подпор насыпи по формуле .

3. Определить высоту набега волны по формуле

,

где

- высота волны на откосы насыпи, м;

,

где - максимальная глубина воды на пойме, м;

- коэффициент относительной шероховатости откоса, зависит от типа покрытия;

m - коэффициент заложения откоса, 1,5…2,0.

Данные для расчёта:

m = 1,5

Минимальная отметка насыпи на подходах определяется по формуле

,

где

- возвышение бровки насыпи над подпёртым уровнем воды.

Данные для расчёта:

Разность отметок между насыпью подхода и уровнем проезжей части моста определяется по формуле = |H_мост - H_нас.|

Данные для расчёта:

H_мост = 598,80 м

H_нас. = 600,45 м

= |598,80 - 600,45| = 1,65 м

Согласно полученным расчётам принимаю:

1. Подходы к мосту по типу откосов насыпи - затопляемый.

2. Пойменная насыпь в месте примыкания к мосту по типу обсыпного устоя.

Насыпь подхода к мосту принимаю:

1. бровку насыпи поднимаю выше УВВ с учётом подпора;

2. откосы насыпи укрепить;

3. во время УВВ насыпями перекрываю большую часть ширины разлива реки.

8. УКРЕПИТЕЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Укрепление откосов насыпи подхода к мосту обустраиваю:

по типы укреплений:

- немеханизированный способ укладки: одерновкой «плашмя» или «в стенку».

Одерновку обустраиваю каменной кладкой (набросной).

Укладку откосов и подошвы насыпи произвожу одним слоем крупными камнями с заполнением вымоин в русле.

9. СТАТИЧЕСКАЯ СХЕМА МОСТА

Данный мост относиться к категории больших мостов. Полная длина 301,58 м.

Принимаю два судоходных пролёта по 110 м.

Проектом принимаю балочную схему моста: (2 110) + (2 44) балочно-разрезной системы.

Русловые пролёты в судоходной части по типу металлических сквозных ферм с ездой понизу; свободно устанавливаются на опорные части.

Береговые пролёты по типу металлических балок с железобетонной проезжей частью с ездой поверху; свободно устанавливаются на опорные части.

10. ШИРИНА И ГАБАРИТЫ МОСТА

Ширину моста назначаю по полной ширине пролётного строения и включаю:

1. ширину проезжей части - ПЧ,

2. ширину тротуаров - Т и ограждений.

Подмостовой габарит устанавливаю по размеру судоходных пролётов. Очертания и размеры пролётов назначаю по Ґі классу внутреннего водного пути. Очертание подмостового габарита полигональное.

Подмостовой габарит определяю:

1. надводная высота по расчётному судоходному уровню воды от отметки 593,66 м;

2. глубину судового хода исчисляю от низкого (меженного) уровня воды от отметки 586,50 м.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовом проекте рассмотрен вариант расчёта по изысканию мостового перехода через реку Друть.

В результате изысканий мостового перехода получены следующие результаты:

1. Составлен технологический проект на строительство мостового перехода.

2. Рассчитаны необходимые количественно-качественные показатели и характеристики моста.

3. Определена статическая схема моста.

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

За окончательный вариант проектом принят постоянный высоководный мостовой переход с незатопляемыми подходами при всех уровнях воды в реке.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. СНиП 2.05.03-84 Мосты и трубы

2. ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация.

3. Технические условия проектирования железнодорожных, автодорожных и городских мостов и труб.

4. СН 200 - 62. Трансжелдориздат, 1962.

5. Андреев О. В., Журавлев М. М., Рассказов О. А. Вопросы мостовой гидравлики и гидрологии. М, Транспорт, 1967. 200 с.

6. Андреев О. В., Федотов Г. А. Проектирование мостовых переходов (учебное пособие). Ч. I. М., 1976, 128 с. (МАДИ).

7. Андреев О. В., Федотов Г. А. Проектирование мостовых переходов (учебное пособие). Ч. II. М., 1976. 120 с. (МАДИ).

8. Бабков В. Ф., Андреев О. В. Проектирование автомобильных дорог. Ч. I, М., Транспорт, 1979. 367 с.

9. Бабков В. Ф., Андреев О. В. Проектирование автомобильных дорог. Ч. П. М., Транспорт, 1979. 407 с.

10. Основы расчета мостовых переходов / О. В. Андреев, Т. Н. Глаголева, Г. А. Федотов, Ю. В. Абрамов. М., Высшая школа, 1971. 146 с.

11. Проектирование автомобильных дорог (вопросы проектирования мостовых переходов)/Под ред. О. В. Андреева. М., 1973. 112 с. (Труды МАДИ; Вып. 51).

12. Федотов Г. А. Методика расчета размывов под мостами. - Автомобильные дороги, 1968, № 1, с. 28 - 30.

13. Федотов Г. А. Определение расчетного судоходного горизонта. - Автомобильные дороги, 1971, № 12, с. 16 - 17.

14. Андреев О. В. Проектирование мостовых переходов. Автотрансиздат, 1960.

15. Наставление по изысканиям и проектированию железнодорожных и автодорожных мостовых переходов через водотоки. Под ред. Лиштвана Л. Л. Изд. «Главтранспроекта», 1961.

16. Ротенбург И. С, Поляков М. П. [и др.]. Проектирование мостовых переходов через большие водотоки. Под ред. Ротенбурга И. С. Изд-во «Высшая школа», 1965.

17. Соколовский Д. Л. Гидрологические расчеты при устройстве мостовых переходов. Гидрометеоиздат, 1945.

18. Гибшман Е.Е. Калмыков Н.Я. [и др.]. Мосты и сооружения на дорогах. Автотрансиздат, 1961.

19. Гибшман М. Е., Попов В. И. Проектирование транспортных сооружений. Учеб. для вузов. - М.: Транспорт, 1988. 447 с.

Размещено на Allbest.ru