Из двух расходов, ливневого стока и стока талых вод, выбираем наибольший и принимаем его в качестве расчетного расхода, для выполнения расчета малых мостов и труб.
Таблица 5.4. –Ведомость расчетного расхода стока
Местоположение ПК+…,м | Площадь бассейна, км2 | Расход ливневого стока м3/с | Расход стока талых вод, м3/с | Расчетный расход стока м3/с | |||
ВП=1% | ВП=2% | ВП=1% | ВП=2% | ВП=1% | ВП=2% | ||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
Первый вариант трассы | |||||||
ПК4+00,00 | 0,095 | 9,68 | 8,17 | 0,005 | 0,004 | 9,68 | 8,17 |
ПК19+80,00 | 2,25 | 52,97 | 44,68 | 0,08 | 0,07 | 52,97 | 44,68 |
ПК27+00,00 | 1,39 | 35,39 | 29,85 | 0,06 | 0,05 | 35,39 | 29,85 |
ПК32+00,00 | 0,05 | 5,71 | 4,81 | 0,002 | 0,002 | 5,71 | 4,81 |
ПК37+30,00 | 0,36 | 26,10 | 22,01 | 0,02 | 0,01 | 26,10 | 22,01 |
Второй вариант трассы | |||||||
ПК4+00,00 | 0,095 | 9,68 | 8,17 | 0,005 | 0,004 | 9,68 | 8,17 |
ПК20+85,00 | 2,31 | 53,83 | 45,40 | 0,08 | 0,08 | 53,83 | 45,40 |
ПК26+95,00 | 1,44 | 36,30 | 30,54 | 0,06 | 0,05 | 36,30 | 30,54 |
ПК31+70,00 | 0,06 | 6,61 | 5,58 | 0,003 | 0,003 | 6,61 | 5,58 |
ПК37+30,00 | 0,36 | 26,10 | 22,01 | 0,02 | 0,01 | 26,10 | 22,01 |
5.2. Определение проектных характеристик труб и малых мостов
5.2.1. Определение проектных характеристик труб
· Подбор отверстий типовой круглой трубы покажем на примере водосборного бассейна на ПК 4+00,00
Расчетный расход для сооружения Qр = 8,17м3/с.
Труба должна работать в безнапорном режиме, т. е. Н £ 1,2d, т.к. максимально возможный диаметр типовых круглых труб составляет 2,00 м, то при обеспечении безнапорного режима подпор воды перед трубой не должен противоречить условию из [9]:
Максимальное значение подпора, соответствующее безнапорному режиму, приведенное в таблице 1 (приложение. [9]), равно 2,38 м. Этому подпору соответствует расход QI= 10,00 м3/с.
Следовательно, необходимое количество отверстий в сооружении (очков) можно определить по формуле [9]:
где n– количество отверстий в сооружении
что при округлении (всегда в большую сторону до целых чисел) соответствует 1 отверстию (очку).
где QpI– расчетный расход на 1 отверстие (очко)
Расчет пропускной способности круглойтрубы выполняется по формуле 4 [9]:
гдеQc – расчет пропускной способности круглой трубы; wс – площадь сжатого сечения потока в трубе, вычисляемая при глубине в сжатом сечении hс = 0,5Н,м2; g – ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/с; Н – подпор воды перед трубой, м.
Так как в формуле имеется два неизвестных - wс и Н, то при расчетах воспользуемся данными таблицы 3 (приложение. [9]) и графика (рис.2[9]).
Первоначальное значение подпора определим по таблицы 3 (приложение.[9]) для известного уже нам расчетного расхода на одно “очко”
Для определения величины wс предварительно находим отношение.hc/d Так как hc = 0,5H, то отношение hc/d определяется:
где hc– толщина сжатого сечения; d – диаметр трубы, равный 2,00м
На графике (рис.2[9]) откладываем на оси ординат полученное значение отношения hc/d=0,54 и проводим горизонтальную линию до пересечения к кривой ω и определим соответствующее ему значение на оси абсцисс отношения ωс/d2 =0,44, тогда ω определяется из отношения 7 [9] и равно:
Подставляем полученные значения в формулу 4 [9] и определяем пропускную способность трубы:
Проверяем условие
Отношение hc/d равно:
Для донного значения, hc/d используя график (рис.2[9]) определяем ω:
Подставляем полученные значения в формулу 4 [9] и определяем пропускную способность трубы:
Проверяем условие
Этому значению расхода в табл. 3 (приложение. [9]) соответствует ближайшее большее значение Н, равное 1,47 м.
Отношение hc/d равно:
Для данного значения, hc/d используя график (рис. 2[9]) определяем ω:
Подставляем полученные значения в формулу 4 [9] и определяем пропускную способность трубы:
Проверяем условие
Отношение hc/d равно:
Для донного значения, hc/d используя график (рис.2[9]) определяем ω:
Подставляем полученные значения в формулу 4 [9] и определяем пропускную способность трубы:
Проверяем условие
Проверяем условие Н£ 1,2d(1,65 ≤ 1,2×2,00 = 2,40).
Условие выполняется, т. е. режим работы трубы действительно безнапорный.
Проверяем условие hл³H + 0,25 м (4,00 ³ 1,65+0,25). Условие выполняется.
Если это условие не выполняется, то принимаем одно из ранее предложенных решений (см. п. 1.2 [9]).
При выполнении всех этих условий определяем величину скорости течения воды на выходе из трубы (по которой в дальнейшем будем производить расчет укрепления за трубой) по формуле 14 из [9] для безнапорного и полунапорного режимов:
и делаем по расчету вывод: окончательно проектируем круглую 2-х очковую трубу диаметром 2,00 м, глубиной воды перед трубой Н=1,65 м и скоростью течения воды на входе в трубу Vвх = 3,42 м/с.
Расчет для остальных бассейнов проводим аналогичным образом.
· Подбор отверстий типовой прямоугольных трубы покажем на примере водосборного бассейна на ПК 37+30,00
Расчетный расход для сооружения Qр = 22,01 м3/с.
Для определения пропускной способности трубы в безнапорном режиме используем формулу 6из [9]:
где b – ширина трубы взятая из таблицы 5 [9]
Методом подбора, применяя различные значения величин b и Н определяем пропускную способность трубы:
Qр = 22,01 м3/с. Н=2,65 м b=4,00 м