Проектирование и расчет водопропускных труб

W_пр — объем пруда аккумуляции перед сооружением, м³ , вычисляется по формуле (14);

W — объем ливневого стока, м³ , вычисленный по формуле (13);

Kr — коэффициент, учитывающий форму расчетного гидрографа паводка. Для немуссонных районов равен 0,7.

Точка 1.

Точка 2.

Точка 3.

Таблица 2.1. Определение расчетных сбросных расходов при различных величинах H .

4. По данным гидравлических характеристик типовых труб (табл. IV [2] стр. 26) строят график пропускной способности Q_тр = f ∙(H) трубы данного отверстия и режима протекания и график Q_с = f ∙(H) по данным таблицы 2.1. Искомый расчетный сбросной расход с учетом аккумуляции Q_с и величина подпора H соответствуют точке пересечения двух графиков Q_с и Q_тр .

Для труб диаметра 1,5 и 2 м величина подпора ниже допустимого, т. е. трубы работают в безнапорном режиме. Оставляем трубу диаметра 1,5 м.

2.6. Определение высоты насыпи земполотна над трубой и длины трубы.

Минимальная высота насыпи по верховой бровке принимается исходя из формулы, H_{нас (мин)} , м:

где h_тр — высота трубы в свету, м, h_тр = 1,5 м;

δ — толщина стенки трубы, м, δ = 0,14 м;

Δ — минимальная толщина засыпки над звеньями трубы, принимаемая для всех типов труб на автомобильных и городских дорогах равной 0,5 м (считая от верха трубы до низа дорожной одежды) [3];

h_д.о. — толщина дорожной одежды, м, h_д.о. = 0,8 м.

Длина трубы при постоянной крутизне откосов насыпи, L, м:

где B_зп — ширина земляного полотна, м, для III категории B_зп = 12 м;

H_зп — высота земляного полотна, м, по продольному профилю H_зп = 3,25 м;

m — заложение откоса, m = 1,5;

sin α — угол пересечения оси дороги с осью трубы, sin 90⁰ = 1.

3. Проектирование поверхностного водоотвода на участке трассы а/д.

Проектируемое земляное полотно возводят в сухих местах с обеспеченным быстрым стоком поверхностных вод, а грунтовые воды расположены глубоко, поэтому принимаем боковые канавы треугольного сечения глубиной не менее 0,3 метров от поверхности земли. Крутизна откосов таких канав 1:4 и менее, что обеспечивает автомобилям возможность безопасного съезда с насыпи. С ПК 23+00 по ПК 28+00 кюветы можно не устраивать, так как насыпь достаточно высокая. С ПК 28+00 по ПК 33+10 устраиваются кюветы параллельно бровке земляного полотна, то есть с уклоном 15‰.

Назначим глубину воды в кювете 0,9 м. Определим площадь сечения потока ω, м, по формуле:

где m₁ , m₂ — заложения откосов;

h — глубина воды в кювете, м.

Найдем смоченный периметр кювета χ, м, по формуле:

Тогда гидравлический радиус R, м:

Рассчитаем среднюю скорость потока v , м/с, при глубине 0,9 м по формуле:

где n — коэффициент шероховатости (принимаем для укрепленного грунта равным 0,03 по табл. VII. 1 [1]);

i — продольный уклон (i =0,015).

По табл. XIV. 18 и XIV. 19 [4] полученная скорость подходит для укрепления кювета грунтом толщиной 10 см.

Определим расход воды Q, м³ /с, на ПК 28+00 по формуле:

Найдем расчетный расход воды для кювета Q_к , м³ /с на ПК 28+00 по формуле полного стока с учетом того, что площадь водосбора для данного участка равна 0,1 км² (по карте):

Принимаем кювет треугольной формы с уклоном 15‰, длиной 510 м, глубиной 0,9 м. Назначаем укрепление кювета — укрепленный грунт толщиной 10 см.

4. Расчет элементов виража и его конструктивные схемы.

При прохождении кривой особенно неблагоприятные условия создаются для автомобиля, двигающегося по внешней полосе проезжей части, которая при двухскатном профиле имеет поперечный уклон от центра кривой. Если увеличение радиуса кривой, необходимое для обеспечения устойчивости автомобиля против заноса, по местным условиям невозможно, то устраивают односкатный поперечный профиль — вираж с уклоном проезжей части и обочин к центру кривой. Учитывая возможность гололеда, уклоны виражей обычно назначают до 60‰.

Устройство виражей предусмотрено на всех кривых в плане для дорог I категории при радиусах менее 3000 метров и на дорогах остальных категорий при радиусах менее 2000 метрах 4.14. [5]. Для нашего радиуса, равного 1000 м, поперечный уклон виража в соответствии с табл. 8 [5] стр. 9 принимается 30‰.

Переход от двухскатного к односкатному профилю виража (отгон виража) осуществляется на протяжении переходной кривой, а при ее отсутствии — на прилегающем прямом участке путем постепенного вращения сначала внешней половины проезжей части вокруг оси дороги (до получения односкатного профиля с уклоном, равным уклону двухскатного профиля), а затем вращением всей проезжей части вокруг ее внутренней кромки до необходимой величины поперечного уклона виража.

Поперечный уклон обочин на вираже принимают одинаковым с уклоном проезжей части. Переход обочин от уклона при двухскатном профиле к уклону проезжей части производят на протяжении 10 метров до начала отгона виража.

Наименьшая длина отгона виража определяется из условия, чтобы дополнительный продольный уклон наружной кромки проезжей части не превышал для дорог I-II категории 5‰, III-V категории в равнинной и пересеченной местности 10‰, в горной местности 20‰. Минимальная длина отгона L_отг , м, может быть определена по зависимости:

где b — ширина проезжей части, м, для дороги III категории b = 7 м;

i _доп — допустимый дополнительный продольный уклон, ‰, для дороги III категории i _доп = 10‰;

i _в — уклон виража, ‰, i _в = 30‰.

По табл. 11 [5] стр. 11 минимальный радиус переходной кривой, на котором производится отгон виража равен 100 м (R = 1000 м). Примем радиус переходной кривой равным 200 м.

По заданию дана дорога третьей категории для которой ширина проезжей части равна 7 м, ширина обочины — 2,5 м, поперечный уклон — 20‰, уклон обочин — 30‰.

Тогда точки 1 и 5 (см. чертежи) имеют отметку за 10 метров до отгона виража равную 49,50 м. Точки 2 и 3 имеют отметку — 49,50+0,03∙2,5 = 49,56 м. Отметка оси дороги — 49,56+0,02∙3,5 = 49,63 м.

На начале отгона виража точка 5 будет иметь отметку равную 49,56 м.

На конце отгона виража точка 4 будет иметь отметку — 49,63+0,03∙3,5 = 49,74 м, а точка 5 — 49,63+0,03∙6 = 49,81 м.

Литература:

1. М. Н. Кудрявцев, В. Е. Каганович. Изыскание и проектирование автомобильных дорог. М.: Транспорт. 1980 г.-296 с.

2. Методические указания по проектированию и расчету водопропускных труб. г. Ростов-на-Дону. 1992 г. –27 с.

3. СНиП 2.05.03-84. Мосты и трубы. М.: Госстрой СССР. 1986 г.-200 с.

4. Проектирование автомобильных дорог: Справочник инженера-дорожника / Под ред. Г. А. Федотова. –М.: Транспорт, 1989. –437 с.

5. СНиП 2.05.05-85. Автомобильные дороги. М.: Госстрой СССР. 1986 г.-53 с.

Министерство Общего и Профессионального Образования Российской Федерации

Ростовский государственный строительный университет

Курсовой проект по дисциплине

Проектирование автомобильных дорог

Проектирование и расчет водопропускных труб

Расчетно-пояснительная записка

111774 РПЗ

Выполнил студент группы Д-327

Стрижачук А. В.

Руководитель:

Сидоренко Н. Н.

Ростов-на-Дону

1999 г.