роты расчет следует выполнять для обоих видов стока. В этом случае результаты расчета стока талых вод следует представить в ведомости по форме табл. 3.6.

Из двух значений расхода для проектирования водопропускного сооружения принимается преобладающий.

Выбор типов сооружений, подбор их отверстий и проверки следует выполнять в соответствии с требованиями и рекомендациями пп. 2.7.4 и 2.7.5 данного пособия.

3.6.Проектирование мостового перехода

3.6.1.Предварительные замечания

Врамках дипломного проекта проектирование элементов мостового перехода включает в себя следующие задачи:

– определение вариантов пересечения водотока трассой железной дороги;

– определение расчетных расходов и соответствующих им уровней воды;

– обоснование отверстия моста;

– назначение вариантов разбивки отверстия моста на пролеты.

3.6.2.Выбор места мостового перехода

Выбор места мостового перехода в дипломном проекте осуществляется в том же порядке и с учетом тех же факторов, что и в курсовом проекте (п. 2.8.2 данного пособия).

3.6.3. Определение расчетных расходов воды заданной вероятности превышения

Расчет мостов и пойменных насыпей на железных дорогах следует производить по расчетным и наибольшим паводкам, вероятности превышения которых указаны в табл. 3.7.

124

Таблица 3.7

Нормативные вероятности превышения уровней паводков [22]

Примечание. В СП 119.13330.2017 в п. 5.19 требуется проектировать ЗП у ИССО на дорогах III категории по наибольшему уровню вероятностью превышения 1 : 300 (0,33 %)

* При расчетах отметок бровок земляного полотна, незатопляемых регуляционных сооружений и оградительных дамб железных дорог III категории вероятность превышения максимального расхода при наибольшем паводке следует принимать 0,33 %.

** Если по технологическим условиям работы предприятия перерыв в движении поездов не допускается, вероятность превышения следует принимать равной 1 %.

Расчет сооружений мостового перехода ведется по двум расходам и соответствующим им уровням. Отверстие моста определяется по расчетным расходам (уровням воды) с вероятностью превышения р = 1 % для дорог II категории и выше и р = 2 % для линий III–IV категорий.

Высота пойменных насыпей и струенаправляющих дамб определяется по наибольшим расходам (уровням воды) с вероятностью превышения р = 0,33 % для линий III категории и выше. Для дорог IV и V категорий высоту этих сооружений следует принимать по расходам и уровням с вероятностями превышения, одинаковыми как для расчетных расходов (уровней), так и для наибольших, т. е. 2 % [22, п. 5.25].

В дипломном проекте определение расходов воды заданной вероятности превышения и соответствующих им уровней производится по многолетнему ряду наблюдений за максимальными уровнями воды во время паводков, которые либо приводятся на картах, либо задаются руководителем.

125

Порядок расчетов следующий:

1. На миллиметровой бумаге строится профиль земной поверхности по направлению мостового перехода (рис. 3.3). Масштаб построений зависит от длины перехода и принимается по табл. 3.8.

Рис. 3.3. Профиль мостового перехода

Таблица 3.8

Рекомендуемые масштабы построения профиля мостового перехода

2.Профиль мостового перехода по границам главного русла разбивается на три части:

а) главное русло, б) левая пойма, в) правая пойма.

3.На профиль следует нанести следующие уровни воды (выбираются из таблицы наблюденных уровней на карте):

а) самый минимальный (меженный) уровень воды Нmin, м; б) первый средний уровень Нср.1, м; в) второй средний уровень Нср.2, м;

г) самый максимальный наблюденный уровень Нmax, м;

д) теоретический (прогнозный) уровень, на 1 м превышающий максимальный Нmax+1, м.

126

4. Для каждой части профиля мостового перехода следует определить следующие гидрологические характеристики (относительно принятых в предыдущем пункте уровней воды):

а) ω – площадь живого сечения водного потока на участке, м2; б) В – ширину свободной поверхности воды на участке, м; в) Нср = ω/В – средняя глубина или гидравлический радиус, м; г) v = mHcp2/3I1/2 – скорость течения воды, м/с;

д) Q = ω v – расход воды, м3/с.

Значение коэффициента шероховатости ложа потока m зависит от характеристик потока и морфологических признаков русел и пойм (указывается в задании на проектирование либо может быть принято по прил. М).

Продольный уклон реки I, ‰, определяется по карте на участке русла реки в районе мостового перехода протяженностью порядка 10 размеров ширины русла.

Результаты расчетов следует представить в табличной форме

(табл. 3.9).

5. По данным табл. 3.9 строится кривая Q = f(H) (рис. 3.4). По ней определяется расход воды для любого из промежуточных

127

уровней воды, а также экстраполяцией можно приближенно определить прогнозные уровни при расходах воды различной вероятности превышения. Таким же образом строится кривая скорости v = f(H) для главного русла (рис. 3.5).

Для определения расходов воды заданной вероятности превышения, в том числе расчетных Qр и максимальных Qmax, и соответствующих уровней воды Нр и Нmax методами математической статистики необходимо иметь данные о максимальных расходах воды за ряд лет и построенные кривые зависимости Q = f(H) и v = f(H).

Статистической обработке подвергается ряд годовых максимальных расходов воды, который в табл. 3.9 представлен в стб. 17.

Порядок расчета расхода воды Q заданной вероятности превышения следующий:

1. Определяется среднее арифметическое значение максимального годового расхода

где ΣQmax i – сумма максимальных годовых расходов за все годы наблюдений, м3/с; n – число лет наблюдений (число членов ряда).

2. Определяются отношения величины каждого расхода к среднему арифметическому значению, называемые модульными коэффициентами:

128

Правильность определения модульных коэффициентов контролируется их суммой, которая должна быть равна числу членов ряда:

n

Ki n.

i 1

3. Определяется коэффициент вариации Сv, характеризующий среднеквадратическое отклонение расходов от среднего арифметического значения:

а) при числе членов ряда более 30

б) при числе членов ряда менее 30

4.Определяется коэффициент асимметрии Сs, характеризующий среднекубическое отклонение расходов от среднего арифметического значения. Строгое определение коэффициента асимметрии требует длительности ряда наблюдений несколько сот лет. Так как такие продолжительные наблюдения отсутствуют, то в расчетах, не требующих большой точности, и в учебном проектирова-

нии допускается принимать для равнинных рек Сs = 2Сv при паводках от снеготаяния и Сs = 4Сv при паводках ливневого происхождения.

5.По теоретическим кривым вероятности превышения расходов, составленным С. И. Крицким и М. Ф. Менкелем для расчет-

ных отношений Cs / Cv = 1…6, вероятностей превышения р = 0,0001…99,9 % и коэффициентов вариации Cv = 0,1…1,5, находят ординаты кривых Кр% = f (p, Cv, Cs /Cv). Наиболее употребительные значения модульных коэффициентов Кр для Cs /Cv = 2…4 приведены в прил. Н.

6. Определяется расчетное значение расхода воды заданной

129