Рабочий проект автомобильной дороги (стр. 3 из 6)
ncк=0,3;
jск=(1000∙0,17)1/2/0,30∙541/4∙(0,75∙120)1/2=13,03/20,9=0,62.
Определяем номер района типовых кривых редукции.
Для Минской области номер района соответствует 2. tск=2,9 мин; q¢1%=0,42
Определяем параметр λ
=1.Определяем параметр d: площадь озера 0,01км2 → озерность57% d=0,9
Определяют расход от ливневых вод :
Qр%= 0,42∙0,75∙120∙0,9∙1,75=59,535 м3/с.
3. Определение объема стока.
Объем стока от ливневых вод определяют по формуле
W = 60000∙ачас∙ (А/ÖКt) ∙a∙j
Для этого определяем следующие параметры:
Для Минской области номер ливневого района соответствует 5.
ачас=0,97 мм/мин ;
a=0,59;
Коэффициент редукции j=1/4√17,5=0,49, Кt=1,94;
W =60000∙0,97∙(1,75/√1,94)∙0,59∙0,49=21139м3
4. Определение расхода от снеготаяния
Расход от снеготаяния определяем по формуле:
Qсн= Ко∙hр%∙А∙m/(А+А1)n ∙ d∙d1∙d2
Для этого определяем следующие параметры: n= 0,17,Ко=0,01; А1=1 ; h=80
Поправочный коэффициент к = 0,18(ib+1)0,45 =1,09
Определяем исправленное значение среднего многолетнего слоя стока hиспр=h∙к=80∙1,09=87,2мм
Определяем коэффициент вариации CVh, получаем CVh=0,4. Поскольку площадь водосбора А<50 км2 ,значение CVh умножаем на поправочный коэффициент, равный 1,25. CVh =0,4∙1,25=0,5
Принимаем коэффициент асимметрии по формуле Csh=2∙0,5=1
Определяем значение модульного коэффициента Кр, получаем Кр=4,5.
Определяем расчетный слой суммарного стока
hр%= Кр ∙hиспр=4,5∙87,2=392,4 мм
m=1,0; d=0,9; d1= 1.0 ; d2 =1.0
Определение расхода от снеготаяния по формуле (3)
Qсн=0,01∙392,4∙1,75∙1/(1,75+1)0,17∙0,9∙1∙1=5,22м3/с
Расход от снеготаяния сравниваем с расходом от ливневых вод и к расчету принимаем больший из полученных расходов. Следовательно, Qр =59,53 м3/с. Результаты расчета сводим в таблицу
| № п/п | Местоположение сооружения ПК+ | А, км2 | Расходы, м3/с | Объем стока, тыс.м3 | Расчетный расход, м3/с Qр | |
| Qл | Qсн | |||||
| 1 | ПК17+25 | 1,75 | 59,53 | 5,22 | 21139 | 59,53 |
5. Обоснование типа водопропускного сооружения.
Так как Qр =59,53 м3/с, что больше 30 м3/с, в качестве водопропускного сооружения назначаем малый мост.
6.Гидравлический расчет малого моста.
1.задаемся скоростьюVc по принятому типу укрепления русла под мостом-одиночное . мощение на щебне камнем 15-25см.
Vc =2,5-3,5м/с.
2.Определяем напор перед отверстиеммоста:
Нпр=1,45∙ Vc2/g=1,33м
3.Определяем величину отверстия малого моста:
b=Qсбр/1,35Нпр3/2
Определяем величину сбросного расхода:
Qсбр=Qл∙l
Определяем площадь живого сечения водотока при принятом значении Hпр.
Hпр=1,33 м ; X=36 м
w = 1/2 Hпр∙X=1/2∙1,33∙30=23,4 м2;
где X=36м – длина зеркала воды вдоль дороги.
Определяем объем пруда по формуле:
Wпр=1/3w∙ (Hпр/i0) ∙sinﻻ=1/3∙23,4∙ (1,33/13) ∙sin45°=0,56 тыс.м3
Определяем отношение Wпр/W=0,56/21,14=0,026.
Определяем коэффициент трансформации паводка l=0,985.
Определяем величину сбросного расхода:
Qсбр=Qл∙l=59,53∙0,985=58,63м3/с.
b=Qсбр/1,35Нпр3/2 =58,63/1,35∙1,333/2=28,31м.
4.Полученную величину округляют в соответствии с типовыми длинами плит пролетных строений:24м.
5.Пересчитываем напор перед сооружением
Нпр=( Qсбр/1,35b0)2/3= (58,63/1,35∙1,33) 2/3=1,47м.
V. Проектирование дорожной одежды
Для обеспечения круглогодичного движения автомобилей на проезжей части дороги устраивают дорожную одежду, которая представляет собой уложенную на поверхности земляного полотна твердую монолитную конструкцию из материалов, хорошо сопротивляющихся воздействию климатических факторов и колес транспортных средств.
Напряжения, возникающие в дорожной одежде при проезде автомобилей, затухают с глубиной. Это позволяет проектировать дорожную одежду многослойной, используя в отдельных ее слоях материалы различной прочности в соответствии с действующими усилиями и интенсивностью влияния природных факторов.
В дорожной одежде различают следующие слои:
Покрытие – верхний, наиболее прочный, обычно водонепроницаемый, относительно тонкий слой одежды, хорошо сопротивляющийся истирающим, ударным и сдвигающим нагрузкам от колес, а также воздействию природных факторов. Покрытие обеспечивает необходимые эксплуатационные качества дороги. В конструкции покрытия, помимо основного слоя, обеспечивающего необходимые качества, предусматривается запасной слой (слой износа), не входящий в расчетную толщину и подлежащий периодическому восстановлению в процессе эксплуатации дороги. Поверхностную обработку применяют также для повышения шероховатости гладких покрытий в процессе эксплуатации.
Основание – несущая прочная часть одежды, устраиваемая из каменных материалов или грунта, обработанного вяжущими материалами. Оно предназначено для передачи и распределения давления на расположенные ниже дополнительные слои одежды или на грунт земляного полотна и потому должно быть монолитным и устойчивым против сдвига и изгиба.
Грунт земляного полотна – тщательно уплотненные и спланированные верхние слои земляного полотна, на которые укладывают слои дорожной одежды. Прочность дорожной одежды может быть обеспечена лишь на однородном, хорошо уплотненном, не подверженном пучению земляном полотне при обеспеченном водоотводе.
Дорожная одежда является самой дорогостоящей частью автомобильной дороги. Затраты на ее устройство иногда достигают 60% общей стоимости строительства. Подвергаясь непосредственному воздействию транспортных нагрузок и природных факторов, дорожные одежды работают в более тяжелых условиях, чем другие сооружения на дороге. Поэтому к назначению конструкции дорожных одежд следует подходить особенно внимательно, сочетая стремление к обеспечению прочности с всемерным снижением стоимости строительства и уменьшением количества материалов.
Процесс проектирования дорожной одежды состоит из трех последовательных этапов:
1) конструирование;
2) расчет конструкции на прочность и морозостойкость;
3) экономическое сравнение вариантов конструкций и выбор наиболее эффективного, который и рекомендуется к строительству.
В соответствии с I категорией дороги, назначаем капитальный тип покрытия нежесткой дорожной.
Исходные данные:
- Дорога расположена во II ДКЗ, в Минской области;
- Категория автомобильной дороги I ;
- Заданный срок службы дорожной одежды T
=20 лет;- В расчете принята четырехполосная дорога с суточной интенсивностью движения грузовых автомобилей на 20-й год эксплуатации 17000груз.авт./сут.
Состав движения:
| Типы автомобилей | Доля в потоке | Суточная интенсивность движения ТС данной марки (в оба направления) на последний год срока службы , Nm, груз.авт./сут |
| Легкие | 0,20 | 3400 |
| Средние | 0,27 | 4590 |
| Тяжелые | 0,03 | 510 |
| Очень тяжёлые | 0,28 | 4760 |
| Автобусы | 0,12 | 2040 |
| Тягачи с прицепом | 0,1 | 1700 |
| Итого | 1,0 | 17000 |
- Заданная надёжность К
=0.98;- Приращение интенсивности q=1,12;
- Грунт рабочего слоя земляного полотна – супесь пылеватая;
- Материал для основания – песок;
- Высота насыпи составляет 1,5м;
- Толщина дорожной одежды – 0,86м;
- Схема увлажнения земляного полотна – 1;
- Глубина залегания грунтовых вод – не обнаружены.
5.1 Расчет на прочность
Рассчитываем дорожную одежду по трем критериям: на сопротивление упругому прогибу всей конструкции, на сопротивление сдвигу в грунте и слоях слабосвязанных материалов, на сопротивление растяжению при изгибе монолитных слоев.
1.1Определяем суммарное расчетное число приложений расчетной нагрузки к точке на поверхности конструкции за срок службы.
Рассчитываем приведенное к расчетной нагрузке среднесуточное (на конец срока службы) число проездов всех колес, расположенных по одному борту расчетного автомобиля, в пределах одной полосы проезжей части .
Расчет ведем в табличной форме.
Расчет параметра Np
| Тип ТС | fпол | Nm, груз.авт./сут. | Smсум | Nр(m),расч.авт/сут |
| Легкие грузовые | 0,35 | 3400 | 0,005 | 17 |
| Средние грузовые | 0,35 | 4590 | 0,2 | 918 |
| Тяжелые грузовые | 0,35 | 510 | 0,7 | 357 |
| Очень тяжелые | 0,35 | 4760 | 1,25 | 5950 |
| Автобусы | 0,35 | 2040 | 0,7 | 1428 |
| Тягачи с прицепом | 0,35 | 1700 | 1,5 | 2550 |
| Итого | - | ∑Nm=17000 | - | 3927 |
Np=fпол∙∑NmSmсум=0,35(3400∙0,005+4590∙0,2+510∙0,7+4760∙1,25+2400∙0,7+1700∙1,5)=3927 авт/сут.
1.2 Вычисляем суточную, приведенную к расчетному автомобилю, интенсивность движения в первый год службы.