Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Проектирование подходов к мостам

..pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
3.42 Mб
Скачать

В выражении ( 9 ) знак плюс принимают 'тогда,

когда створ

 

мостового

перехода

М - . М находится выше

створа

водомерного

 

поста В -

В

(р и с .1

8 ,а )

,

а знак минус -

когда

створ М -

М

 

располагается ниже

створа

В - В (р и с .1 8,б ) .

 

 

 

 

Для рек,

мало

изученных в гидрологическом

отношении,

а так­

же совсем не изученных, расчетный уровень высоких вод определя­

ют по кривой

расхода

Q

= J (%.) • Эту кривую

строят

по

пред­

варительно

вычисленным значениям расхода

Q

в

створе. мостово­

го перехода.

Расход при различных уровнях воды

определяют

гид­

равлическим

расчетом на основании формулы А.Шези

[1 4 ,3 4 ] .

 

7 . УСТАНОВЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО СУДОХОДНОГО УРОВНЯ

Расчетным судоходным уровнем РСУ называется наивнсший уровень воды, который обеспечивает свободное прохождение под мостом су­ дов, курсирующих на данной реке.

Расчетный судоходный уровень принимают ниже расчетного уров­ ня высоких вод РУБВ по двум причинам.

1. Фактические уровни воды в реке весьма редко достигают РУЕВ. В течение почти всех лет эксплуатации мостового перехода суда сво­ бодно проходят под мостом даже при пиковых уровнях паводков. В те редкие годы, когда максимальный уровень паводка достигает значе­ ний, близких к РУБВ, движение судов под мостом временно прекраща­ ется . При этом материальный ущерб значительно меньше той экономии, которая получается в результате строительства более низкого моста.

2 . Но многих реках судоходство на гребне весеннего половодья практически невозможно вследствие продолжающегося в этот период ледохода.

Снижение расчетного судоходного уровня по сравнению с расчет­

ным уровнем высоких вод делается тем большим, чем ниже судоходный класс реки, то есть чем менее интенсивно судоходство.

Для рек, хорошо изученных в гидрологическом отношении, расчет­ ный судоходный уровень определяют на основании статистической о б -

раоотки результатов измерений

уровней воды в реке на водомерном

посту, находящемся поблизости

от створа проектируемого

мостового

перехода.

 

 

Способ определения РСУ .установлен ГОСТом 26775-85

[ l 9 j . Рас­

чет производят в следующей последовательности.

 

31

1. Устанавливают ])асчетную продолжительность навигации

 

тн

. сут, как среднее арифметическое значение этих периодов

за .все

годы

наблюдений (число дет

наблюдений должно быть

не

 

менее

1 0 ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Находят допускаемую для данного класса реки продолжи­

 

тельность Тдоп ,

сут, стояния уровней

воды

выше РСУ по формуле

 

 

 

 

Т

 

 

К Т Н

 

 

 

 

 

(Ю )

 

 

 

 

п

 

Ч с о '

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'gro

 

 

 

 

 

 

 

 

где

АС

-

коэффициент допускаемого

снижения продолжительности

 

 

 

 

навигации; принимается по табл.З в зависимости, от

 

 

 

 

 

класса

реки;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т н

-

расчетная

продолжительность

навигации,

сут.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

3

 

 

Значения

р

 

и АС

Для рек различных классов

 

 

Класс реки

 

 

I

П

ш

ХУ

У

У1

1 У.И

 

 

 

Р

. %

 

2

3

4

 

5

5

4

4

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К ,. <

 

6

6

 

5

3

2

2

 

3 . На основании результатов гидрометрических наблюдений стро­

ят водомерные

уровенные

графики

весенних

половодий или летних

паводков % - f ( t )

(р и с.1:9) для

всех

лет наблюдений. На рис. 19

УЕВ -

 

уровень высоких вод для данного

года.

 

 

 

 

4. Производят срезку каждого водомерного графика таким обра­

зом, чтобы основание срезанной части

равнялось величине

Т д о п

В результате этого

получают отметку

уровня

%

, который

пре­

вышается более высокими уровнями в течение

ТдОП

суток

(рис. 19).

5. Полученные

значения

уровней

располагают в убывающем

порядке (графа 3 табл.4 ) , причем каждому уровню присваивают свой порядковый номер и указывают соответствующий календарный год (графы 1 и 2 табл. 4 ) .

32

 

Рис. 19. Водомерный (уровенный)график половодья

 

или

паводка Z

= f ( t )

 

 

 

 

 

Таблица 4

 

К определению расчетного

судоходного

уровня

Годы

У^ювни воды

Эмпирическая

члена

наблюдений

в убывающем

вероятность превышения

ряда

 

уровней воды

 

 

порядке

 

 

 

 

( m a x )

 

3

 

 

 

 

ft

^-т (m in')

 

6 .

Определяют эмпирическую вероятность превышения

уров­

ней л£тдля каждого года наблюдений по* формуле ( 8 ) и заполняют

графу 4 табл .4.

ГОСТ 26775-85 рекомендуетопределять эмпирическую вероятность превышения уровней по формуле Н.Н.Чегодаева 1947г.[18]

33

 

 

 

т

10 0/S.

 

(и)

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

Однако, как показали исследования, выполненные Е.Б.Болдако-

вым [1 8 ]

, формулы (8 ) и

(11) , начиная с третьего члена ряда,

 

 

 

п + Т

превышения

р

дают достаточно близкие значения вероятности

Поэтому он считает возможным применять обе формулы, но при длин­

ном ряде

рекомендует отдавать предпочтение формуле (8 )

, а при

коротком

- формуле (11) .

 

ZT и р^

на клетчатке

7 .

 

На основании

полученных значений

вероятностей

нормального

распределения строят

график %т - J ( p )

(р и с.2 0 )

, по которому определяют отметку расчетного судоход­

ного уровня РСУ в зависимости от расчетной вероятности

превыше­

ния р р а оч

Расчетную вероятность превышения принимают по

табл.З в

зависимости от класса реки.

 

 

Рис.20. График = J ( p )

Пример определения расчетного судоходного уровня для реки,

хорошо изученной в гидрологическом отношении, приведен в книге

[12] .

Для рек, чало изученных в гидрологическом отношении, а также совсем не изученных, ГОСТ 26775-85 допускает определять расчетный

34

судоходный уровень на основании использования данных кратко­ срочных гидрометрических наблюдений с приведением их к много­ летнему периоду по данным постов гидрометеорологической служ­ бы, расположенных на реках - аналогах. При этом реки - аналоги должны находиться в сходных условиях.

8 . НАЗНАЧЕНИЕ ПОДМОСТОВЫХ ГАБАРИТОВ ДЛЯ 'ОСТОВ ЧЕРЕЗ СУДОХОДНЫЕ И СПЛАВНЫЕ РЕКИ

Подмостовые габариты для мостов устанавливаются в соответст­ вии с классом водного пути на основании ГОСТа 26775-85 [ l 9 ] .

Подмостовым габаритом называется предельное, нормальное к оси судового хода очертание границ пространства в пролете моста, которое должно оставаться свободным для обеспечения беспрепятст­ венного пропуска судов, судовых и плотовых составов и внутрь которого не должны вдаваться элементы моста и различные распо­ ложенные на нем устройства.

Схема очертания подмостового габарита показана на р и с.21.

Рис.21. Схема очертания подмостового габарита

Размеры судоходных подмостовых габаритов приведены в прилож.1.

В этом приложении для разных классов внутреннего водного пути ука­ заны значения гарантированной и средненавигационной глубин судо­ вого хода, высоты подмостового габарита Г и ширины подмостового габарита 6

Гарантированной глубиной судового хода называется наименьшая глубина судового хода, установленная в пределах судоходного про­ лета при наинизшем (меженном) судоходном уровне воды ПСУ. Эта

35

глубина на р и с.21

обозначена буквой

с / .

Средненавигационной глубиной судового хода называется

средневзвешенная

глубина в пределах

ширины судового хода, ко­

торая используется транспортным флотом в навигационный период, В том случае, когда по гарантированной и средненавигацион­

ной глубинам судового хода участок водного пути относится к разным классам, его нужно относить к более высокому из этих

классов.

Наинизшим судоходным уровнем воды ПСУ называется условный низкий (меженный) уровень воды с заданной обеспеченностью га­

рантированной-глубины судового хода в естественных условиях. Класс внутреннего водного пути, на котором намечается

сооружение мостового перехода, гарантированная и средненави­ гационная глубины судового хода по всей ширине каждого судо­ ходного пролета, а также отметка НСУ устанавливаются министер­ ством, регулирующим судоходство на данном внутреннем водном пути.

Высота подмостового габарита Г, значения которой приведены в прилож.1, отсчитывается от расчетного судоходного уровня РСУ (сч .п . 7 ) .

В прилож. 1 указаны значения ширины подмостового габарита

бдля неразводнкх и разводных пролетов.

Разводным называется такой пролет моста, который позволяет

осуществлять вертикальный подъем, поворот или раскрытие пролет­ ного строения для пропуска судов с большой надводной высотой.

Неразводные мосты рекомендуется проектировать не менее чем с двумя судоходными пролетами: основным, предназначенным для низового направления движения судов, судовых и плотовых соста ­ вов, и смежным, обеспечивающим взводное направление движения.

Судоходные пролеты для низового и взводного направления движения назначаются различной длина. Пролеты низового направ­ ления принимаются на 30-50# больше пролетов взводного направ­ ления. Это объясняется тем, что суда, идущие вниз по течению, при подходе к мосту приобретают рыскливость вследствие увели­ чения скорости течения водного потока у моста. Поэтому управле­ ние судами затрудняется и создается опасность навала их на опо­ ры моста.

По конструктивным или архитектурным соображениям размеры обоих судоходных пролетов могут приниматься одинаковыми. Тогда длина каждого из них должна быть равна длине пролета низового направления,

3R

В том случае, когда ширина водного пути с гарантированиями

глубинами недостаточна для размещения двух

судоходных

проле­

тов, предусматривают один судоходный пролет.

 

Очертание подмостового габарита следует принимать прямо­

угольным, соответствующим контуру У ?в С Л )

на рис.21.

На водных путях 1,П,Ш и 1У классов для

неразводных

проле­

тов мостов с криволинейным очертанием нижнего пояса пролетных строений допускается принимать очертание подмостового габарита

по контуру

f l E F K L l ) нри наличии стесненных условий,

напри­

мер,

на автомобильных дорогах с транспортными развязками

на

бе­

регах

реки,

вблизи транспортных узлов, в пределах городов

и

т .д .

9 . РАСЧЕТ МАКСИМАЛЬНОГО ПОДПОРА

УПОЙМЕННОЙ НАСЫПИ

Врезультате стеснения речного потока мостовым переходом

возникают

подпоры

- лредмостовой

и максимальный подпор у

пойменной

насыпи-

& hH (р и с .22

и 2 3 ) . Подпор д /? я входит

в формулу ( 5 ) для

определения минимальной отметки бровки низкой

пойменной

насыпи.

 

 

Рис.22. Продольный

поофиль

водной

поверхности

стесненного

1 -

створ

мостового

речного

потока:

водная

поверхность

в

перехода;

2 -

бытовых условиях; 3 - водная

поверхность

при

наличии

мосто­

вого

перехода

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет подпоров

выполняют

после определения

необходимого от­

верстия

моста

t M

(р и с .2 3 )

. В процессе

определения

отверстия

37

Рис.23. Поперечный профиль водной поверхности стесненного речного потока

чоста устанавливают на основании формулы Л.Шези распределение

расчетного расхода между отдельными частями живого

сечения

реки

в створе мостового перехода при расчетном уровне высоких вод

РУЕВ [11] .

 

 

На ри с.24 показано живое сечение реки, которое

включает

сле­

дующие характерные части: коренное русло, проток, левую и правую поймы, а также пойму, расположенную между коренным руслом и про­ током (среднюю пойму) .

 

!

 

|„ ^ к.р ш, , L °.n .

 

 

 

J

 

!

 

1

 

!

\ъРУва \ /

 

 

3

 

A

 

>~Т/Лf\w 7//

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

^Г7ГГ^1

 

 

 

 

 

 

1 -

 

Рис.24. Живое сечение реки:

 

 

коренное

русло; 2

- псоток; 3 - левая пойма;

 

 

4 -

поавая пойма; 5 -

соедняя

пойма

 

 

В результате расчета получают расходы, проходящие через все

указанные

части живого сечения

реки,

то

есть расходы Q

, Q ,

Q

, Q

 

; i O

,

 

 

 

к.р

П

^ л п ’ ^п.п

К*Q.n

 

 

 

 

 

 

Затем для каждой части живого сечения реки определяют ширину

потока U ;

. удельный расход

су. = -Q -

, площадь живого

сеч е -

ния

СО • ,

среднюю

скорость

 

г 1

L*i

Q-

 

течения

V- = - г - и среднюю гл у -

айну Ъ

- ф .

 

 

 

 

 

 

Все полученные характеристики живого сечения реки сводят в табл. 5.

 

 

 

 

Таблица

5

 

Характеристики живого сечения реки

 

 

 

Части

Расход

Ширина

Удельный Пло^-щь Сро,щяя| Средняя

жиного

А

мЬ.с

расход

скорость

глубина

сечения

ч2

V?»

|

hiy

 

Ч3/ с

 

М/С

1

м

Левая

пойма

Коренное

русло

Средняя

Проток

Правая

пойма

Если проток отсутствует, то живое сечение реки состоит из

коренного русла, левой и правой поймы.' Такое живое сечение по­ казано на ри с.25. Одна из пойм (левая или правая) может отсутст­ вовать.

.

2 Х/

^м

 

/

>

^

/

\

1

\ п Р У в в л

ж

/

j

1

 

2

*

 

 

%п.п > h п.п

 

 

 

 

Рис.25. Схема к определению расхода

Q M :

1 - коренное русло;

2 - левая

пойма;

3 -

правая пойма

Расчет

подпоров производят по

способу

й.С.Ротенбурга [ 1 4 ] в

следующей

последовательности.

 

 

 

1. Определяют меру

стеснения потока сооружением

Q M

30

где

Qp

 

- расчетный расход,

м3/ с ;

 

 

 

 

 

 

 

Q M

 

~ Рясход» проходящий в бытовых условиях в пределах

 

 

 

отверстия моста при

РУВЕ, м3/ с .

 

 

 

 

Расход

Q M ,

м3/ с ,

находят

из

следующего

выражения :

 

 

 

 

 

®к.р

 

*

^л.п^л.п *

^ п.п

Iп.п >

 

где QKр~ расход в коренном русле,

ч3/ с ;

 

 

 

 

 

а л п -

удельный расход

на левой

пойме,

м ^/с;

 

 

V

п ~

Удельный расход

на

правой

пойме,

» г /о ;

 

 

 

п -

длина участка левой поймы, перекрытого

мостом,

ч;

1п

-

длина участка правой поймы, перекрытого

мостом,

м

 

 

 

(рис.25) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расход

QM можно определять также по эпюре

элементарных

расходов.

 

Методика построения

этой эпюры изложена

в книгах

[i4 ,3 4 ]

и в

работе

[ 3 2 ] .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Вычисляют бытовую

скорость,

м /с,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о»

где

 

-

площадь живого сечения реки в бытовых условиях при

 

 

 

РУВВ, м2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Площадь СOft

находят из

выражения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= W K .p +

 

 

+ с 0п .г > >

О 4 )

где 00к

-

площадь живого сечения коренного русла,

м2 ;

 

OJjf n -

площадь живого сечения левой поймы,

м2 *

 

СлЗп /? -

площадь живого

 

сечения правой

поймы,

ч2 .

 

3 .

Определяют скорость

под

мостом в

бытовых

условиях, м /с,

 

 

 

\ /

=

C J$M У

 

 

 

 

 

(1 5 )

 

 

 

& м

 

 

 

 

 

 

гд** ОД^^-

площадь живого сечения в пределах отверстия

 

 

‘М

бытовых условиях. при

РУВВ, м2 .

 

 

 

 

 

Площадь

находят

из

выражения

 

 

 

 

 

 

 

 

W S M - Ч * + Аа Л

п + Нп Л

 

(1 6 )

 

 

 

 

 

где h i п ~

срелняя глубина

на левой

пойме,

ч;

 

 

 

/ 7^ ^ -

средня))

глубина

на правой

пойме,

м.

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Соседние файлы в папке книги