книги / Проектирование мостовых переходов через большие водотоки

50 мл!*!сек. Поэтому продольный уклон [6 бывает значительно меньше,

потока много меньше единицы. Обычно параметр кинетичности имеет величину порядка нескольких сотых или даже тысячных. Таким образом, отличительной особенностью рассматриваемых во­ дотоков является весьма спокойное течение.

ми. Вследствие большой ширины потоков отношение числа Фруда, в котором за линейный размер взята ширина потока, к продольному уклону водотока, как правило, бывает меньше единицы. Выразим этот параметр через скоростной коэффициент и относительную ши­ рину:

гидравлические параметры некоторых рек, полученные по материа­

§23. Мера стеснения водотока мостовым переходом

Вкачестве меры стеснения будем принимать отношение общего расхода водотока к части расхода, проходившей при нестесненном

расчетном горизонте высоких вод (РГВВ), т, е. иметь эпюру эле­ ментарных расходов. Такая эпюра необходима и для расчета груп­ повых отверстий (см. гл. VI, § 35).

В зависимости от характера и объема изыскательских работ, произведенных на месте перехода, построение эпюр элементарных

Рис. 70. К экстраполяции эпюры элементарных расходов до РГВВ

расходов, соответствующих РГВВ, производится двумя различны­ ми методами: первый применяется тогда, когда на изысканиях во время паводка выполнены гидрометрические работы при ряде вы­ соких уровней воды, дающие возможность для каждого из них построить эпюры средних скоростей на вертикалях и элементарных расходов; второй — когда изыскания ограничиваются морфометри­ ческими обследованиями без производства измерений при высоких водах.

В п е р в о м с л у ч а е используется способ И. П. Крав­ ченко, заключающийся в экстраполяции эпюр, полученных наблю­ дениями при более низких горизонтах вод, до расчетного горизонта высоких вод (рис. 70). В основе способа лежит установление графи­ ческой зависимости между средней скоростью на каждой вертикали гидрометрического створа и уровнем воды; экстраполяция этой за­ висимости до РГВВ выполняется также графически.

Последовательность построения эпюры по способу И. П. Крав­ ченко следующая.

Над профилем гидрометрического створа вычерчиваются эпюры средних скоростей на вертикалях по данным измерений при раз­ личных уровнях вод (рис. 70, а). Горизонтальная ось всех эпюр при­

нимается одна и та же. Эпюры скоростей имеют геометрически по­ добный вид. Ниже профиля створа для каждой вертикали строятся кривые изменения средней скорости в зависимости от уровня воды (рис. 70, б) и производится графическая экстраполяция этих кривых до РГВВ. По найденным экстраполяцией скоростям строится эпюра средних скоростей на вертикалях при РГВВ (рис. 70, а) — эпюра 8 .

Если разность уровней воды между РГВВ и наиболее высоким уров­ нем, при котором измерялись скорости, значительная, то рекомен­ дуется построить промежуточную эпюру скорости, соответствую­ щую среднему горизонту воды между максимальным наблюденным и РГВВ. Эта эпюра должна быть геометрически подобной эпюре при максимальном наблюденном горизонте. Имея эпюру средних ско­ ростей на вертикалях при РГВВ, строят, как обычно, эпюру эле­ ментарных расходов q= Vh. Площадь полученной таким образом

эпюры элементарных расходов выражает максимальный расчетный расход. Он должен быть увязан с расчетным расходом заданной вероятности превышения, по величине которого на кривой расхода Q=f(H) находится расчетный горизонт высоких вод.

В о в т о р о м с л у ч а е , когда на переходе не проводилось измерений скоростей течения при высоких водах, построение эпю­ ры элементарных расходов можно выполнять на основании гидрав­ лического расчета по морфологическим характеристикам водотока в месте перехода по методу, предложенному М. А. Великановым.

Первоначально рассчитывается распределение известного обще­ го расхода водотока между морфологически однородными частями речного створа: руслом, протоками, участками пойм. При этом применяется формула Шези и считается, что продольный уклон во всех частях створа одинаковый. Тогда отношение расхода воды через какую-либо часть створа к расходу через коренное русло

Показатель степени у, входящий в формулу Н. Н. Павловского

для скоростного коэффициента, в случае естественных водотоков можно брать, равным 0,25. В пределах морфологически однородной

При этом в каждой части створа (русло, пойма и др.) величина а

эпюру элементарных расходов (рис. 71).

Площадь живого сечения коренного русла реки -шр = 952 ж2;

средняя глубина hp = J X = -Щ. = 6,66 ж; коэффициент ше­

роховатости лр—0,05. В соответствии с этими данными расходная характеристика коренного русла

Кр = | ^ - 6 ,66V. = 76 100 мУсек.

Аналогично подсчитываются остальные девять расходных харак­ теристик частей створа (табл. 19).

Определяем расход коренного русла по формуле (V-4):

о___________________________Я._____________________________

Далее находим расходы, проходящие через каждую часть створа:

х о д о в . Первоначально по профилю живого сечения морфоствора строится эпюра величин h7/*(рис. 71). При этом для уменьшения объ­

ема вычислений рекомендуется по возможности сокращать число вертикалей, для которых находится К'/*. Вертикали для построения эпюры q следует брать лишь те, которые соответствуют резко выра­

женному изменению профиля дна водотока.

Для каждой из десяти частей створа находим площадь эпюры

пойменного участка между коренным руслом и протокой A F*—

= 1797 ж11/, и т. д.

Затем по формуле (V-6) определяем для каждой морфологически однородной части створа постоянные коэффициенты а:

для коренного русла

ар = = 0,3525 м'Ысек;

каждой части створа, получаемого по интегральной кривой, с расходом, ранее установленным по расчету распределения общего расхода реки между отдельными частями морфометрического створа.

§ 25. Гидравлическая схема потока, стесненного мостовым переходом

Незатопляемая насыпь отклоняет речной поток от направле­ ния его движения в бытовых условиях (рис. 72). Выше по течению от перехода в некотором удалении от него струи, поворачивая к отверстию моста, искривляются. В отверстии моста при правиль­ но устроенной струенаправляющей дамбе образуется наиболее сжа­ тое сечение потока; в нем струи приобретают первоначальное

\ \ s SN',NN4 4 \ \ 4 N4 \.4 \ \ W \ \ \ \ \ Ч \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ V ч \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ Ч

Рис. 72. Схематический план течений потока, стеснен­ ного мостовым переходом

направление, перпендикулярное к оси перехода. Ниже по течению за мостом происходит постепенное расширение потока; на некото­ ром расстоянии от сооружения восстанавливаются бытовые усло­ вия водотока.

На схематическом плане течения реки, стесненной мостовым переходом, следует различать основной транзитный поток и об­ ласти замкнутого водоворотного течения. Последние занимают зна­ чительную площадь ниже по течению от перехода, располагаясь за подходной насыпью. Выше по течению от перехода водоворотные области незначительные. Они образуются на небольших площадях у конца пойменной насыпи и у струенаправляющей дамбы со стороны, обращенной к пойме, т. е. в тех местах, где происходит сильный изгиб крайней струи транзитного потока, обтекающей насыпь и струенаправляющую дамбу.

Как правило, речной поток, отличающийся в бытовых условиях весьма спокойным течением (см. § 22), при обычных допускаемых