книги / Примеры гидрологических расчетов мостовых переходов. Установление расчетных уровней и определение параметров ветровых волн
.pdfс/ |
|
Kh |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
0,30 |
- |
0.99 |
х = |
|
|
_ c |
008 л 0,01 |
||
С. 25 |
- |
0.95 |
0,05 |
||||||
|
|
|
|||||||
0,05 |
- |
С,04 |
К н = |
С ,95 |
+ |
С,01 = |
0,96. |
||
С,01 |
- |
X |
|
|
|
|
|
|
|
Вычисляем по формуле ( ю ) высоту ветровой волны для мелко |
|||||||||
водной зоны |
водоема |
|
|
|
|
|
|||
^ Ё (м ) = |
K h h 6(r ) = °*96* |
с*43 = M |
l м • |
||||||
Определяем |
величину |
|
|
|
|
||||
е = |
|
|
Ц,1 |
|
ж_ ц |
:.У 1 |
. 1.5з о2/м. |
||
|
|
|
|
|
И . 352 |
|
|||
По та бл . 18 находим путем интерполяции коэффициент / ;
€У
1,2 |
- |
6 ,В |
х |
= |
. ,S »g 2 * i» S . = о,21 |
|
||||
1.6 |
- |
1C. Г; |
£ |
|
|
|
0,4 |
|
|
|
= |
10,0 |
- 0,21 |
= 9,79. |
|
||||||
С ,4 |
- |
1,2 |
|
|||||||
J |
|
|
|
|
|
|
||||
С ,07 |
- |
х |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вычисляем |
по формуле ( l l ) |
длину |
ветровой |
волны для |
мелководной |
|||||
зоны водоема |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
К |
|
- у |
h 6(M) - |
S -7S |
• |
|
|
- 4-c l |
« • |
|
Произведем расчеты параметров ветровой волны для юго-восточно |
||||||||||
го направления. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Расчетная |
скорость |
ветра |
Ум |
= |
25 м/с |
(т а б л .2 0 } |
. Тогда |
|||
скорость |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ц 0 |
|
= K v V» = |
|
* 25 |
= |
27» 2 5 м * |
|
|||
По плану мостового |
перехода (р и с . 1 8 ,6 ) находим длину разгона |
|||||||||
ветровой волны для юго-восточного направления X = |
0,86 км = 860 м. |
|||
Скроим сечение водного потока для |
данного румба и найденной |
|||
длины разгона ветровой |
волны х |
при |
РУЗВ (р и с .2 |
0 ) . Определяем |
площадь сечения водного |
потока |
|
|
|
51
г, г о
Puc.2(J. Сечение полного потока в юго-восточном направлении
f |
= |
4 |
“ |
(2 ,2 0 + 3 ,6 2 ) |
110 |
+ |
4 * |
(3,62+3,80 ) |
370 |
+ |
||
|
+ |
4 |
“ |
(3 ,8 0 + 6 ,5 0 ) |
80 |
+ |
4 " |
(6 ,50 +3 ,8 0) |
80 |
+ |
||
|
+ |
4 - |
(3 ,8 0 + 3 ,6 2 ) |
50 |
+ |
4 " |
* 3,62*170 |
= |
|
|
||
= |
320+1374+412+412+178+308 = |
3004. M2 |
|
|
|
|||||||
Тогда средняя глубина реки в юго-восточном направлении |
||||||||||||
|
|
|
L |
_ _ F |
_ |
3004 |
|
= 3,49 М. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
860 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вычисляем |
величину |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
а « |
|
IGC-G X |
|
1000 |
• 860 |
|
с2/м . |
|||||
|
|
у * |
|
|
27,25* |
1,16 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
°40 |
|
|
|
|
|
С |
|
|
По графику (р и с .1 ? ) находим Ееличинн О в |
: |
О = 8,1 и |
||||||||||
С= 1,С0 с2/м.
Определяем для глубоководной зоны водоема высоту ветровой
волны |
|
|
|
s |
|
|
|
|
|
|
h ' , |
, |
= - — Я - ---------- = |
С .74 |
X |
|
|
|
|||
'о СО |
|
1000 |
|
1000 |
|
|
|
|||
к длину |
ветровой |
волны |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
лг = |
6Н6(Г) = |
8 ,1 |
* 0.74 |
= 5,99 м. |
|
|||
Вычисляем величину |
|
|
|
|
|
|
||||
Так как |
|
с / |
> |
0 ,35, то |
по |
табл.17 принимаем коэффициент |
=1,00. |
|||
Оппелеляем по формуле |
(1 0 ) высоту ветровой волны для мелковод |
|||||||||
ной зоны водоема |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
K h h f (r )= 1.00 |
- 0,74 |
= 0,74 |
м . |
|
|||
Подсчитываем величину |
|
|
|
|
|
|
||||
е |
- |
|
|
|
|
. . 1С0° : . ° - 7 4 . , |
1>с0 « * / « . |
|
||
|
|
|
7/г |
|
|
27,252 |
|
|
|
|
|
|
|
иЮ |
|
|
|
|
|
|
|
По табл. |
18 |
находим коэффициент |
|
= 7 , 8 . |
|
|
||||
53
Определяем по формуле ( I I ) длину ветровой волны для мелко водной зоны водоема
= / V r 7 ' е • С' 74 = 5 ' 7 7 м -
Аналогично производятся расчеты параметров ветровых волн для
остальных шести румбов. Результаты расчета сведены в т а б л .21.
По данным этой таблицы построена роза расчетных скоростей ветра
Ую (р и с .18,а ). |
и ~АМ имеют |
|
||
Мз табл.21 видно, что параметры |
наибольшие |
|||
значения для |
восточного направления ( = |
1,15 |
м |
и \ м - |
= 11,С6 м ) . |
Следовательно, это наплавление |
является |
наиболее |
|
волноопасннм.
3 данном примере приведены пасчеты параметров ветровых вслн
только для правой поименной насыпи. Аналогичнс производятся такие
ке |
расчеты |
к для левой пойменной насыпи. |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
5. УСТАНОЗЛПКЖ BdCCTu НАЛЕТА ПЕТРОВЫ}: ВСЛК |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
НА СТКССГ КАС.ЛШЛ |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Высота |
набега |
ветровых |
волн |
кг. откос; |
насыпей |
hHag |
(р и с .14) |
||||||
зависит от |
высоты к длины волны, |
крутизны |
откоса, |
шероховатости |
||||||||||
поверхности откоса и от косины подхода волны к откосу. |
|
|||||||||||||
|
При фпок-яльноч подходе ветровой волны к откосу насыпи высоту |
|||||||||||||
набега ht•над * |
м» |
определяют по |
Формуле, |
.^ко^екдс-нанной |
СН S2-6C |
|||||||||
[ |
» ] , |
|
|
|
|
|
3i-------- |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
г К..,h16(м) \ |
Л' м |
|
|
|
|
(12) |
|||
|
^HaS |
|
т |
|
16(м) |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
hM ” ) |
|
высота ветровой волны, |
i |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
длина |
волны, |
м; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Л-М |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Л |
м |
- пологость |
волны; |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
ПвСм) |
■ крутизна волны; |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
т |
- |
коэффициент |
зап олн ив откоса; |
Ш |
= Qtcj |
(рис. 1 4 ); |
|||||||
|
K ,tt - |
коэффициент, |
учитывающий шероховатость |
поверхности |
||||||||||
откоса; значения этого коэффициента принимают |
по |
табл. |
22, |
|
||||||||||
54
Таблица 21
|
|
|
Результаты |
расчета параметров |
петровых |
волн |
|
|
|
|
|
|
|||
п/п |
|
|
|
|
|
|
ность |
с | СВ |
1в |
ЮВ |
ю 1Ш | 3 | сз |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
Скорость |
|
V M |
|
|
|
м/с |
15 |
23 |
27 |
25 |
13 |
16 |
18 |
21 |
2 |
Коэффициент K^j |
|
- |
1,С9 |
1,09 |
1,09 |
1,09 |
1,09 |
1,09 |
1,09 |
1,09 |
||||
3 |
Скорость |
|
ViQ |
|
|
|
м/с |
16,35 |
|
29,43 |
|
14,17 |
|
19,62 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25.07 |
|
27,25 |
|
17,44 |
|
22 .89 |
4 |
Длина разгона |
волны |
X |
кч |
0,73 |
1,44 |
1,74 |
0 ,86 |
1,04 |
1,74 |
0,82 |
0,56 |
|||
5 |
То же |
|
|
|
|
|
м |
730 |
1440 |
1740 |
860 |
1040 |
1740 820 |
560 |
|
6 |
Площадь |
сечения |
водного поток? F |
м2 |
&аз |
1584 |
5853 |
3004 |
4494 |
5952 |
902 |
616 |
|||
7 |
Средняя |
глубина |
реки |
h |
м |
1,10 |
1,10 |
3,36 |
3,49 |
4,32 |
3,42 |
1,10 |
1,10 |
||
8 |
Величина |
|
а |
|
|
|
с2/ч |
2,73 |
2,29 |
2,01 |
1,16 |
5,18 |
5,74 |
2,13 |
1,08 |
9 |
Величина |
б |
|
|
|
- |
10,0 |
9,6 |
9,4 |
8,1 |
11,4 |
11,5 |
9,5 |
7,8 |
|
10 |
Величина |
С |
|
|
|
с2/ч |
1,60 |
1,40 |
1,38 |
1,00 |
2,25 |
2,50 |
1,39 |
0,95 |
|
11 |
Высота волны |
7\г |
|
м |
'С И З |
0,88 |
1,20 |
0,74 |
0,45 |
0,76 |
0,54 |
0,50 |
|||
12 |
Длина волны |
|
м |
4,30 |
8,45 |
11,28 |
5,99 |
5,12 |
8,74 |
5,13 |
3,90 |
||||
13 |
Величина |
с/ |
К fa |
|
- |
0,26 |
0,13 |
0,30 |
0,58 |
0,84 |
0,39 |
0,21 |
0,28 |
||
14 |
Коэффициент |
|
- |
0,96 |
0,72 |
0,99 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
0,87 |
0,97 |
||||
15 |
Высота волны |
hgrM} |
|
м |
0,41 |
0,63 |
1,19 |
0,74 |
0,45 |
0,76 |
0,48 |
0,49 |
|||
16 |
Величина |
в |
|
|
|
с2/ч |
1,53 |
1,00 |
1,37 |
1,00 |
2,24 |
2,50 |
1,25 |
0,94 |
|
17 |
Коэффициент |
f |
|
|
- |
9,79 |
7,80 |
9,31 |
7,80 |
11,21 |
11,65 |
8,95 |
7,80 |
||
18 |
Длина волны |
Л м |
|
м |
4,01 |
4,91 |
11,08 |
5,77 |
5,09 |
8,85 |
4,30 |
3,82 |
|||
|
|
|
|
Таблица 22 |
|
|
Значения коэффициента |
К { |
|
п/п |
|
Тип покрытия |
Коэффициент Кш |
|
|
|
|
|
|
|
Оплошное |
непроницаемое покрытие |
1ГС |
|
|
(асф альтобетон) |
|
|
|
2 |
Бетонное |
покрытие |
(плиты ) |
0,90 |
3 |
Мостовая |
(каченная |
кладка) |
С, 75-С,80 |
Наброска из |
округлых |
камней |
|
С,6С -С,оо |
|
|
||
(булыжник) |
|
|
|
|
|
|
|
|
Наброска из |
рваного |
камня |
|
0,55 |
|
|
||
f Наброска из |
бетонных |
массивов |
|
0,50 |
|
|
||
'.'.ж указывает О.ь.лыдреев |
[ i ] |
а СОТ |
ветровой |
волны hg |
||||
составляет от |
1— |
до — |— |
ее длины Л м (в |
средне»* |
h m _ |
1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
Л |
1C |
/\ « ^6См |
^ |
* |
|
;кять полого сть |
ветровой |
волны |
|
|
( l b ) 'ОЯНО |
предо? |
|
ледующем |
|
||||
- - - - - = 10, ТО ;Т?''УЛУ |
|
|
||||||
• '6' <>0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
_ |
г |
K LU |
|
CM) ?j |
|
|
|
|
ПиаВ |
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
а К . , |
^6 См) |
|
|
|
( 13) |
|
^но$ |
|
|
т |
|
|
|
|
|
::р- ;елять высоту набега ветровых волн на откосы насыпей пс |
||||||||
Тгомуле (1 3 ) рекомендуется в |
книгах |
[1 ,2 С ,2 б ] . |
|
|
||||
- /,какс эта формула, являясь частным случаем формулы (1 2 ) |
, |
|||||||
лает илиначовые с ней результаты только при пологости ветровой
волны |
7—— |
» 1C. Поэтому |
едва ли целесообразно рекомендовать |
|
П й ( м ) |
|
|
формулу |
(13) |
взамен формуле |
(1 2 ) , которая учитывает фактическое |
значение пологости ветровой |
волны. |
||
|
косом подходе ветровой волны к откосу насыпи высота ее |
||
|
снижается г.о сравнению со случаем фронтального подхода, |
||
гниение |
учитывают путем |
введения в формулу (1 2 ) попиавочно- |
|
го коэффициента К р |
. который находят по графику Кр - |
|||
(р и с .2 1 ). График |
построен М.П.Поляковым на основании резуль |
|||
татов исследований, |
выполненных сотрудниками ВНИК Водгео [1 3 ]. |
|||
На графике |
у З - |
у го л |
между направлением подхода ветровой вол |
|
ны и линией |
уреза |
воды |
на откосе насыпи. |
|
Р и с .21. График K jг - f C f t )
Прямая, изображенная на рис.21, выражается следующим уравне
нием: |
|
|
|
|
|
АГ/З |
= 0,55 + |
0 ,0 0 5 у3 ‘, |
(1 4 ) |
где у го л |
JS> в |
градусах. |
|
|
Зависимость |
(1 4 ) также |
может быть использована для определения |
||
коэффициента |
. |
|
|
|
Высоту набега ветровых |
волн на откосы насыпей с учетом |
угла y S |
||
0603H -.W . |
h Hgg (j$ y |
|
|
|
57
h Ha S ( j Ъ) ~ K j b b H a%. |
(1 5 ) |
|
Угол p определяется на основании р и с .22. 11а этом рисунке
показаны возможные случаи расположения трасск мостового пере хода относительно стран света.
« ) с *
6 Ю
Р я с .22. Схемы к определению |
у гл а Р |
пик направлении |
||
трассы мостового |
перехода: |
|||
а - с северо-запада |
на ю го-восток; |
б - с северо-востока |
||
на юго-запад; |
в - с |
юго-запада на |
северо-восток; г - с |
|
северо-запада |
на ю го-восток; су 6 - |
ос:> мостового перехода |
||
На р и с .2 2 ,а трасса мостового перехода направлена с северо -за
пада на ю го-восток; на рис.2 2 ,б - с северо-востока на ю го-запад;
на ш :с.22,в - с юго-запада на северо-восток и на рис.22 ,г - с
северо-запада на ю го-восток.
58
У гол |
об |
- |
это |
у го л , который образует ось мостового пере |
|||
хода с северным |
и |
южным направлениями (р и с ,22,а и |
б ) |
или |
с |
||
восточным |
и |
западным направлениями (р и с,22, в и г ) |
. |
Угол |
ос |
||
определяется по плану мостового перехода ( измеряется транспор тиром с точностью до одного градуса ) .
Угол |
|
% |
= 4 5 - о с . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Схемы, представленные на рис.22, позволяют установить зна |
||||||||||||||
чение |
.угла у З |
для |
каждого румба. Так, например, |
в |
случае |
схе |
|||||||||
мы "б " |
для |
северного |
направления угол |
J3 - |
|
ос |
; |
для |
северо- |
||||||
восточного |
направления угол уЗ = $ ; |
для восточного |
направле |
||||||||||||
ния |
у го л |
_уЗ = 45 + у |
; для юго-восточного направления угол |
||||||||||||
уЗ |
= |
45 + ос |
и |
т .д .. Значения угла |
уЗ |
приведены в |
табл. 23. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
23 |
||
|
|
|
|
|
Значения угла у З |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Румб |
|
Схема |
"а " |
|
Схема "б " |
Схема |
"в " |
|
Схема " г " |
|||||
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
5 |
|
|
|
С |
|
|
об |
|
|
об |
45 + |
^ |
|
45 + |
X |
||
|
|
СЗ |
|
45 |
+ |
об |
• |
X |
|
у |
|
45 + об |
|||
|
|
р. |
|
|
|
$ |
|
|
|
|
о с |
|
|||
|
|
|
45 |
+ |
|
45 + X |
|
об |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
ш |
|
|
х |
|
|
4 5 + о б |
45 + ос |
|
|
гг |
X |
||
|
|
К» |
|
|
об |
|
|
об |
45 |
+ |
t f |
|
45 + |
||
|
|
юз |
|
45 + об |
|
X |
|
х |
|
4 5 + 0 6 |
|||||
|
|
3 |
|
45 |
+ |
гг |
|
45 + * |
|
ос |
|
|
Об |
|
|
|
|
СЗ |
|
|
45 + ёб |
45 + 06 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
гг |
|
|
|
гг |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
результаты расчета высота набега ветровых волн на откосы |
||||||||||||||
насыпей сводят в табл. 24. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
П р и м е р |
|
для |
условий примера 6, |
|
рассмотренного в п .4, |
|||||||||
определить высоту набега ветровых волн на откосы пойменных на сыпей.
Расчеты этой высоты для краткости выполним только для правой поймы по причине, указанной в п .4 .
59
Таблица 24
К расчету высоты набега ветровых волн на откосы насыпей
|
Наименование |
рас |
?аэ-1 |
|
НалогШЛЕ ние |
веттза |
||
|
четных величин |
чер-| |
с |
igjj |
Е |
ЮВ |
Ю ЮЗ 3 СЗ |
|
|
|
|
но,сть |
° |
р ' |
|||
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
Высота волны / w .из |
ч |
|
|
|
|
|
|
|
табл. 19 |
1) |
|
|
|
|
|
|
2 |
Ллина волныЛ.„изм |
м |
|
|
|
|
|
|
|
табл. 19 |
|
|
|
|
|
|
|
3Коэффициент ГП
4Коэффициент К . по
табл: 22 |
tu |
5Зысота набега волны на откос насыпи hHag
пс формуле (12)
Угол у З |
|
град |
|
Коэффициент |
K jз |
|
|
Зысота набега волны |
ч |
|
|
на откос насыпи ^Ho$(ji) |
|
||
по формуле |
(15) |
|
|
''пределиу пс |
оюрчуле |
(1Г.) высоту набега ветрено", |
волны на с т - |
кос насыпи при фюкталькоч подходе водны к откосу для |
северного |
||
к юго-восточного наппавлекай. Коэффициент заложения откоса поймен
ной насыпи |
tT) |
гримеч |
равный 2. |
Откосы пойменных насыпей |
укрепим |
|
бетонными |
плитами, „л я |
этого типа |
укрепления откосов коэффициент |
|||
K w |
= |
С,9С (т а бл . 2 2 ). |
|
|
||
Тогда |
высота |
набега |
: ‘тровой |
р с .тнь1 ка откос насыпи для |
север - |
|
кого |
направления |
|
|
|
|
|
гк,
над |
т |
V h6(M) |
= -SlQi.SlO4.4i |
?! |
4.01 . |
0,79 м, |
2 |
V |
0.41 |
|
|||
а для юго-восточного направления |
|
|
|
|||
|
|
3/-------------- |
|
|
|
|
, |
_ |
2 -С ,3 -С ,™ i/ |
5.77 |
ч- |
|
|
Ьна$ ~-----1------V |
сГу4~ - ^ |
|
|
|||
ео