Главная База знаний "Allbest" Строительство и архитектура Расчеты стока и отверстия водопропускного дорожного сооружения

Расчеты стока и отверстия водопропускного дорожного сооружения

Установление вероятности превышения для заданной категории дороги. Определение максимального стока воды весеннего половодья. Назначение параметров водопропускной дорожной трубы. Методика и главные этапы проведения необходимых гидравлических расчетов.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 15.05.2012
Размер файла 76,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчеты стока и отверстия водопропускного дорожного сооружения

1. Гидрологические расчёты

1.1 Установление вероятности превышения для заданной категории дороги

В соответствии с рекомендацией таблицы 11.3 [1] для автомобильных дорог общей сети второй и третей категории для постоянных труб вероятность превышения P=2%.

1.2 Определение максимального стока воды весеннего половодья обеспеченностью P=2%

Расчёт выполнен по редукционной формуле 33 [2]:

,

где K0 - параметр, характеризующий дружность весеннего половодья.

K0=0,008 - для лесной зоны 2-ой категории рельефа - таблица 5 [3].

hp - расчётный слой суммарного весеннего стока в мм ежегодной вероятностью превышения P%, определяемый в зависимости от коэффициента вариации Cv и отношения , а также среднемноголетнего слоя стока h0.

Kp - модульный коэффициент для обеспеченности 2%. Определяется из таблиц 3-х параметрического гамма распределения.

При соотношении для Cv = 0,32 Kp = 1,841.

Так как по заданию h0 = 100 мм, то hp = =184,1 мм.

м - коэффициент, учитывающий неравенство статических параметров слоя стока и максимальных расходов воды.

м=0,98 - для лесной зоны - приложение 7 [2].

д - коэффициент, учитывающий влияние водохранилищ, прудов и проточных озёр.

C - коэффициент, принимаемый в зависимости от величины среднемноголетнего слоя весеннего стока.

Для h0 = 100 C=0,2 - приложение 12 [2].

Fоз - это средневзвешенная озёрность в процентах (по заданию).

Fоз = 1,1%, тогда

.

д1 - коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды занесённых бассейнов.

б1=1; n2=0,22 - для лесной зоны с равномерным распределением леса по водосбору и с различным механическим составом почвогрунтов - приложение 13 [2].

Fл=23%,

д2 - коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды в заболоченных бассейнах.

в=0,80 - для низменных болот и заболоченных лесов - приложение 14 [2].

Fд=1,7%

.

n1 - показатель степени редукции, n1 = 0,17 - для лесной зоны и зоны тундры - приложение 8 [2].

F=37 км2.

.

1.3 Определение расходов дождевого паводка вероятностью превышения P=2%

В соответствии с рекомендациями приложения 17 [2] для лесной зоны с площадью водосбора менее 50 км2, в расчётах используется формула предельной интенсивности стока 48 [2]:

, где

сток дорога водопропускной труба

q1% - максимальный модульный сток ежегодной вероятностью превышающей P=1%, выраженной в долях от произведения , при д=1, определяемый по приложению 21 [2] в зависимости от гидроморфометрической характеристики русла исследуемой реки - ФP, продолжительности склонового добегания и района принимаемого по приложению 22 [2].

H1% - максимальный суточный слой осадков вероятностью превышения P=1%.

H1%=100 мм (по заданию).

ц - сборный коэффициент стока, определяемый по формуле 54 [2]:

, где

C2=1,2 [2] - эмпирический коэффициент, принимаемый для лесной и тундровой зоны

iв=55 ‰ (по заданию) - средний уклон водосбора.

ц0 - сборный коэффициент стока для водосбора площадью F=10 км2 и средним уклоном iв=50 ‰.

ц0=0,28 - для суглинистых грунтов - приложение 24 [2].

n5=0,65 - приложение 24 [2],

n6=0,07 - для лесной зоны и лесотундры - 4.20 [2].

F=37 км2.

.

, где

чp - гидравлический параметр русла,

чp=11 - для чистых русел - приложение 18 [2].

ч=0,33 - приложение 18 [2].

L - длина реки от наиболее удалённой точки водосбора.

L=8,4 км,

iP=0,8 ‰.

.

фск=f(Фск),

, где

? - средняя длина безрусловых склонов,

?=0,5 км (по заданию).

nск - коэффициент, характеризующий шероховатость склона водосбора,

nск=0,25 - для поверхности без кочек, а поверхность в населённых пунктах с застройкой менее 20%, для обычного травяного покрова - приложение 26 [2].

;

По приложению 25 [2] фск=75 при Фск=6,25,

Для 2 района типовых кривых редукции осадков q1%=0,0167 при фск=75; Фp=145,3.

лP% - переходный коэффициент от максимума мгновенных расходов ежегодной вероятностью превышения P=1% к максимальным расходам воды другой вероятностью превышения, определённой из приложения 20 [2].

Для 2 района лP%=0,85 при F=35 км2.

.

1.4 Установление расчётного расхода

Так как расход половодья QP=2%=11,08 м3/с < расхода паводка QP=11,9 м3/с, то расчётным расходом будет QP=11,9 м3/с для определения параметров трубы.

2. Назначение параметров водопропускной дорожной трубы

2.1 Сечение трубы

Для заданной высоты насыпи Hнас=4,6 м наибольшее значение высоты трубы в свету составит:

, где

hконстр - толщина стенки трубы для труб прямоугольного сечения hконстр=0,3 м.

hзас=0,5 м - высота засыпки над трубой.

.

Учитывая, что шаг типовых размеров труб по высоте равен 0,5 м примем в первом приближении .

Ширина отверстия трубы bтр назначается в соответствии с пропускной способностью трубы при критической глубине для необтекаемых оголовков.

В соответствии с таблицей 11.10. [1], из условия, что iтр=iкр и вход в трубу раструбный с обратными стенками:

Параметры трубы:

bЧhтр.=2 м Ч2,5 м;

H = 2,7 м;

V = 3,9 м/с при i = iкр.

2.2 Длина трубы

Lтр.= bнас.+2mнас.Hнас.- 2 mнас(hтр.+hкон.)=12+2·1,5·4,6-2·1,5 (2,5+0,3)=17,4

В гидравлических расчётах используются следующие параметры:

Lтр.= 17,4 м;

hтр= 2,5 м;

bтр= 2 м.

3. Гидравлические расчёты

3.1 Определение нормальной глубины в отводящем канале

Расчёт выполнен методом подбора в табличной форме при следующих условиях:

Q = 11,9 м3/с;

b02 = 4,7 м;

m02 = 1,75;

i02 = 0,0008;

n02 =0,024;

y = 1.5, если R<1 м;

y = 1.3, если R >1 м.

h02, м

щ=(b+m02h) h, м

ч=b+2hv(1+m022), м

R = щ/ч, м

C= Ry, м0,5/с

Q= щСv Ri02, м3/с

1

6,45

8,02

0,8

39,58

6,45

1,5

10,9

9,67

1,14

42,9

14,2

1,3

9,06

9,01

1,01

41,75

10,75

1,375

9,77

9,26

1,055

42,12

11,95

1,374

9,76

9,26

1,054

42,11

11,94

1,372

9,74

9,25

1,053

42,1

11,901

Берем h02=1.372

3.2 Определение критической глубины в трубе hк

Для русла прямоугольного сечения hк определим по формуле:

, где б =1,0.

3.3 Определение условий затопления и полного напора перед трубой H0

В первом приближении условия затопления оцениваются из неравенства:

h02=1,372<1,25hк=1,92 труба не затоплена.

Полный напор перед трубой для затопленного водослива определяется по формуле:

В первом приближении считаем H0 без учёта уП в:

, bк= bтр.

Вход в трубу коридорного типа:

m=0,35;

ц=0,95;

е=0,91;

.

Геометрический напор перед трубой ,

V01=1 м/с.

=2,4.

3.4 Определение глубины в сжатом сечении hc и сопряженной с ней hc?

Для прямоугольного сечения трубы используем метод Агроскина, в соответствии с которым вычисляется вспомогательная функция:

,

.

Из таблицы 12.1 [1] с помощью интерполирования получим:

фс=0,54 > hсж==0,54 · 2,45=1,32 м;

ф?с =0,71 > hсж?=

3.5 Определение критического уклона трубы

Где:

Q=11,9 м3/с,

3.6 Определение нормальной глубины в трубе

Расчёт выполнен методом подбора в табличной форме при следующих данных:

Q=11,9 м3/с,

bтр=2 м,

iтр= iкр =0.006,

n=0.014;

y= если R<1 м, то y=0.18;

y= если R>1 м, то y=0.15;

h, м

щ=b·h, м2

ч= b+2h, м

R= щ/ ч, м

С=(1/n)· Ry, м0,5/с

Q= щСvRiтр., м3/с

1

2

4

0,5

63,1

6,9

1,7

3,4

5,4

0,63

65,73

13,7

1,5

3

5

0,6

65,2

11,7

1,525

3,05

5,05

0,6

65,15

11,92

Нормальная глубина в трубе h=1,525 м

3.7 Установление характера протекания в трубе и параметров потока

Так как iкp=iтp=0,006, то после сжатого сечения формируется горизонтальная кривая подпора типа С3.

Возможность равномерного движения устанавливается из соотношения глубин hк и hп на участке ?2.

?2 =Lтр - (?вх + ?вых),

?вх =

?вых=

?2 =17,4 - (3,99+1,49)=11,92 м;

?вх. уч. ?2,5 H0?2,5· 2,45?6,125 м;

?п =

Т.к. ?п >?2, то С3 заканчивается глубиной hвых.

Глубина потока на выходе из трубы определяется:

hвых =l2 iкр=11.92· 0.006=0,0715

hвых= hc+ hвых=0,0715 +1,32=1,38

Т.к. ?п >?2, то начиная с критической глубины участок равномерного движения отсутствует.

Скорость потока на выходе:

Vвых=

3.8 Определение расстояния до сечения полного растекания

Определим расстояния до сечения полного растекания по методике Лилицкого:

?p =

где

где B - ширина канала по заданию;

В=5,5 м (по условию);

Определение глубины в сечении полного растекания

Определим с помощью удельного расхода.

Глубину hp установим методом подбора из уравнения Черномского неравномерного движения:

hР, м

ЭР= hР+qР/(2gh2P), м

if p=(n022q2р.)/h10/3р.

i f =0,5 (ifвых.+ if p)

lР0

0,2

1.35

0.1

0.054

17.86

0.15

2.196

0.26

0.1335

0.78

0.16

1.959

0.225

0.116

2,96

0.165

1.87

0.2

0.1035

4.19

0.161

1.94

0.22

0.1135

3.19

Берем hp=0,16 м;

Определение критической глубины в отводящем русле:

hk02=вk· b;

вk=f(qмод);

qмод=

вk= 0,12;

hk02= 0,12 · 4,7= 0,564 м;

Определение глубины, сопряжённой с глубиной растекания:

h?p =

h?p =

h02=1,372 м;

Из соотношения h02< h?p следует, что имеет место отогнанный гидравлический прыжок.

Список использованной литературы

1) «Справочник по гидравлике» под ред. В.А. Большакова., второе издание, Киев, 1984. Высшая школа.

2) «СНиП 2.01.14-83. Определение расчётных гидрологических характеристик», Москва, 1985.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены