Согласно указаниям СНиП 2.05.03 – 84. Мосты и трубы. М., 1996 г. отверстия МП рассчитываются на пропуск расчетного расхода 1% или 2% вероятности превышения Qр% при расчетном уровне воды той же вероятности превышения Нр%. Эти РГХ определяются в результате гидрологических и гидравлических расчетов. С ними мы в общих чертах познакомились на прошлой лекции, а также при выполнении практических занятий.
Расчеты отверстий МП проводят на основе общего размыва подмостового русла. При этом расчеты могут быть выполнены двумя методами:
- по допустимой скорости течения воды под мостом;
- по балансу наносов.
Это в принципе равноценные методы. Первый метод (Л. Лиштван, В. Копыленко, В. Ципин) применяется в основном при проектировании МП на Ж/дорогах. Второй- (Е. Лорсен, О. Андреев) – на автодорогах. Он разработан Московской школой. Курсовой проект Вы делали 1-ым методом.
Нелишне напомнить Вам некоторые основные положения метода расчета общего размыва подмостового русла по допустимым скоростям течения воды.
|
|
Известно, что после строительства МП площадь живого сечения потока под ним ωм будет существенно меньше площади поперечного сечения потока в паводки до строительства моста (в естественных условиях) ωд. Поэтому, исходя из условия неразрывности потока:
Q = ωм * Vм = ωд * Vд (где Vд – скорость потока в створе МП в естественных условиях), средняя скорость потока под мостом должна возрасти. Это приведет к размыву грунта под мостом до глубины hпр.
Расход воды под мостом после размыва будет равен:
Q = hпр * Lм * Vпр. (1)
Обозначим q = Q/ Lм – в качестве удельного расхода воды под мостом, м3/с*м. Тогда из (1) следует hпр = q / Vпр.
Установлено, что после размыва под мостом наступает т.н. динамическое равновесие наносов, т.е. когда количество наносов, поступивших к МП, будет равно количеству выносимых из под него. Скорость потока, которая соответствует этому условию, называют скоростью динамического равновесия Vдин. Исследования показали, что она зависит от глубины потока и размера частиц донных наносов под мостом.
Получены эмпирические формулы для определения величин Vдин и hпр при условии равенства Vпр = Vдин в несвязных грунтах.
Когда в русле в процессе размыва вскрываются грунты более крупные, чем донные наносы, или связный материал (супеси, суглинки, глины), то размыв прекращается при условии равенства скорости течения под мостом т.н. неразмывающей скорости, т.е. Vм = Vнс. По своим величинам динамическая и неразмывающая скорости близки между собой и зависят от тех же факторов – глубины потока и размера частиц. В результате натурных исследований были получены эмпирические формулы для определения глубины русла под мостом после его размыва. Причем для связных грунтов учитывается сила сцепления частиц грунта между собой.
|
|
Величину соотношения глубин после и до размыва, как Вам, очевидно, известно, называют коэффициентом размыва, т.е. Р = hпр / hд.. Он изменяется от 1 до 1,75 – предельное значение, рекомендуемое СНиП 2.05.3 – 84.
В МУ, которыми Вы руководствовались при курсовом проектировании, приведены все необходимые расчетные зависимости и дана сама технология расчета параметров МП. При этом, если помните Вами была получена зависимость коэффициента размыва от ширины отверстия моста Р = ∫ (L). Таким образом, окончательный выбор размера отверстия моста должен решается с учетом типоразмера пролетов, условий расположения береговых устоев и опор, а также обеспечения подмостовых габаритов для пропуска судов.