Вариант круглой бетонной гладкостенной трубы

1 2

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №1

«Гидравлический расчет водопропускной способности»

по дисциплине «Гидравлика и гидрология транспортных сооружений»

Выполнил: ст. гр. САД-14(а)

Николаев М. А.

Проверил: ассистент кафедры

«АДиА» Дьячковский М.П.

Якутск 2016 г.

Лист

Дата.

Подп.

№ докум.

Лист.

Изм.

Введение

Для пропуска поверхностных вод под телом дорожной насыпи широко используются водопропускные трубы. На дорогах страны в настоящее время используются десятки тысяч водопропускных труб, отличающихся материалом изготовления, размером отверстия и формой сечения, типом оголовков уклоном и другими конструктивными особенностями.

Водопропускные трубы подразделяют по материалу - бетонные, железобетонные, металлические (обычно из тонкого гофрированного металла), по форме сечения - круглые, прямоугольные, овоидальные.

В настоящее время в основном применяют крутые (диаметром от 0,75 до 2,0м) и прямоугольные (отверстия от 1,0 до 6,0м) бетонные и железобетонные трубы, а также крутые металлические гофрированные грубы (диаметром 1,5; 2,0 и 3,0м).

Содержание

Введение. 2

1. Расчетная часть. 4

1.1 Вариант круглой бетонной гладкостенной трубы.. 4

1.2 Вариант прямоугольной бетонной гладкостенной трубы.. 8

Сравнение результатов. 9

Заключение. 10

Лист

Дата.

Подп.

№ докум.

Лист.

Изм.

Лист

Дата.

Подп.

№ докум.

Лист.

Изм.

Расчетная часть

Запроектировать водопропускную трубу на автомобильной дороге, если расчетный расход Q=2,1 /с, уклон трубы =0,022, высота насыпи =4,1м, ширина по верху =12,5м, крутизна откоса 1:1,5. Считать, что подтопление трубы со стороны нижнего бьефа отсутствует.

Требуется подобрать отверстие трубы и определить напор Н перед трубой, а также глубины и скорости на выходе из неё

При заданных исходных данных длина трубы составит:

= (с уклоном)

Рассмотрим последовательно три варианта водопропускной трубы с раструбным входным оголовком ( =20̊): круглой гладкостенной, прямоугольной гладкостенной, круглой гофрированной. В качестве расчётного принимаем безнапорный режим.

Вариант круглой бетонной гладкостенной трубы

1.1.1 Назначаем размер трубы из условия пропуска расчётного расхода при безнапорном режиме с допустимой степенью затопления входного оголовка по нормативным данным ≤0,75. По табл.1 находим =0,305 при =0,75. Тогда минимальный размер трубы составит D= = = Принимаем ближайшее большее типовое значение D=1,5м.

Лист

Дата.

Подп.

№ докум.

Лист.

Изм.

Таблица 1

1.1.2 Устанавливаем, будет ли труба «длинной» или «короткой» гидравлическом отношении для этого следует сопоставить уклон трубы с критическим i_k. Находим i_k по ниже приведенному графику для бетонной трубы (n_бет= 0,015). При .

Так как – труба при любой длине работает по типу «короткой».

1.1.3 Находим напор H перед трубой, принимая по таблице 2 m=0,33 и по рис.1 при П_Q.=0,29, b_k/D=0,8 и b_k=1,2м.

Таблица 2.

Лист

Дата.

Подп.

№ докум.

Лист.

Изм.

Рисунок 1. График определения b_k в круглой трубе

Убеждаемся, что относительно напор перед трубой , то есть режим безнапорный.

1.1.4 Проверяем возвышенные бровки полотна над подпертым при высоте насыпи Н_нас=3,8м:

Требования технических условий выдержаны.

1.1.5 Определяем глубину и скорости на выходе из трубы.

Таблица 3.

Для расчета глубины на выходе из трубы (так как =0,29 < =1,2) при =0,93 (по табл.3) используем формулы:

При П_Q =0,26 по рисунку 2 /D=0,5 и =0,5*D=0,5*1,5=0,75 м

Лист

Дата.

Подп.

№ докум.

Лист.

Изм.

Рисунок 2. Определение критической глубины () в круглых трубах

Тогда =0,744*0,75=0,56 м.

При /D=0,56/1,5=0,37 по рисунку 3 =0,26667; = 0,2667* =0,6 ; = = = 3,5 м/с

Рисунок 3.

Лист

Дата.

Подп.

№ докум.

Лист.

Изм.

1.2 Вариант прямоугольной бетонной гладкостенной трубы

1.2.1 Назначаем размер трубы из условия обеспечения допустимой степени затопления входного оголовка при безнапорном режиме. По таблице 1 при / =0,833 находим