Файл: Переходы через водотоки..pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 200

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Ограниченное меандрирование русла характеризуют следующие параметры (см. рис. V I1-4) :

Яи — шаг излучины, равный расстоянию по прямой между двумя смежными точками перегиба средней линии меженного русла; Ьѵ — ширина меженного русла; БПм — ширина пояса ограниченного меандрирования, равная сумме наибольших на обследуемом участке ширин меженного русла и пойменного массива; г — средний радиус кривизны излучин на обследуемом участке реки; аи — угол разво­ рота излучины, равный обычно 60—80° и не превышающий 120°; Си-— средняя скорость сползания излучины, определяемая по сред­ нему смещению точек перегибов излучин за отрезок времени между последовательными съемками русла; величина Си составляет метры и (реже) десятки метров в год.

Образование в створе перехода трех характерных живых сече­ ний (плесовые глубины у правой границы пояса меандрирования, перекат по середине и плесовые глубины у левой границы пояса меандрирования) возможно только при сдвижке излучины на вели­ чину ^ Я и. Такая сдвижка за период службы моста при ограничен­ ном меандрировании возможна не всегда. Согласно исследованиям [16], только для малых рек при Ьр< 2 0 м и скоростях Си> 1 м/год можно считать, что в створе перехода за срок службы моста (Т « ж 100 лет) обязательно образуются все характерные сечения. Для всех остальных случаев надо знать, на какую долю Яи сместится из­ лучина и соответственно этому смещению построить характерные живые сечения под мостом. Для такого расчета необходимо знать величину Си (м /год). Эту величину определяют по _совмещению планов русла по съемкам различных лет. Величина Си находится делением среднего на участке смещения точек перегибов русла в

метрах на период в годах, прошедший между

двумя съемками

русла.

 

 

_

Если материалы разновременных съемок русла отсутствуют, Си

определяют [16] по приближенной формуле

 

__

(^т.кр *7т.пр) і расч

(ѴІІ-5)

с и « д ...... ...................—

 

у Я л

 

 

где <7т.кр — средний за

расчетное время

погонный

расход наносов

на криволинейном

участке русла,

кг/сек-м;

qT.щ, — то же, на

прямолинейном участке; Грасч— расчетное время, в течение ко­ торого при прохождении среднего паводка средняя скорость те­ чения в русле превышала неразміывающую скорость, сек\ у — объемный вес грунта русла в естественном залегании, кг/л*3; Я Л — средняя за расчетное время глубина воды плесовой лощи­ ны на протяжении вогнутого берега, м.

Величины <7т.кр и <7т.Пр определяют по формуле И. И. Леви:

QT = ,2 ( V \ 3 d(v — ѵй) (VII-6)

V.0

где V — средняя за расчетное время Т скорость течения в русле, со­ ответственно иКр и уПр — для криволинейного и прямолинейного участков русла, м/сек-, Ѵо— средняя за расчетное время Т нераз­ мывающая скорость для грунта русла со средним диаметром фракций d (м), вычисляемая по формуле Б. И. Студеничникова у0= 3,6 (Яй?) о-25; НСр — средняя глубина русла за расчетное время Т\ соответственно Я ср.Кр и Я ср.Пр для криволинейного и прямолинейного участков русла.

Величину ѵ0 для криволинейного участка русла [113] принимают с поправочным коэффициентом КѴо, определяемым по формуле

К ѵ . = Ѵ

] /

\m j

(ѴІІ-7)

'

У

mr

где m0— коэффициент откоса водонасыщенного грунта русла; т — коэффициент подводного откоса вогнутого берега (без учета слоя наилка); Н л — средняя за расчетное время глубина плесо­ вой лощины у вогнутого берега, м\ г — средний радиус кривиз­ ны излучины, м.

При пересечении трассой ограниченно меандрирующей реки определяют по скорости смещения меандров, на какую долю шага сдвинется излучина в створе перехода.

Для малых и средних рек с узкой глубокой долиной, если сме­ щение излучины за срок службы моста >0,5 Хи, сравнивают ва­ риант перекрытия мостом всего пояса меандрирования и вариант закрепления подмываемых вогнутых берегов верховой и пересекае­ мой трассой излучин.

В первом варианте пересечение пояса меандрирования и русла возможно под любым углом; во втором варианте следует стремить­ ся к нормальному пересечению русла и пояса меандрирования (см. рис. ѴІІ-4).

Мост по первому варианту устраивают на цилиндрических опо­ рах, так как русловой поток за расчетный срок будет подходить к ним под различными углами, как это показано на рис. ѴІІ-4 при смещении меандра на 0,7 Я,и.

Для средних и больших рек с более широкой долиной, если сме­ щение излучины за срок службы моста <0,5 Яи, устанавливают ве­ личину смещения берегов ограниченно меандрирующего русла в створе перехода и учитывают это смещение при расположении моста в плане.

 

Пример расчета. Т р а

с с а

п р

о е к т и

р у е м о й

д о р о г и

п

е р е с е к а е т

р

е к у

в

к о н ц е

п о л о ­

г о й

( г = 1 5 0 0

м) и з л у ч и н ы

р у с л а , к о т о р а я

д е ф о р м и р у е т с я

п о

т и п у

 

о г р а н и ч е н н о г о

м е а н д р и р о в а н и я

( р и с . Ѵ І І - 5 , а ) . Р у с л о

р е к и с л о ж е н о

п е с ч а н о - г р а в и й н ы м

м а т е р и а ­

л о м ;

д л я

р а з м ы в а е м о г о

в о г н у т о г о

б е р е г а

п р и н я т ы :

 

d c p = 2 , 8

мм и

 

о б ъ е м н ы й

в е с

в о д о

н а с ы

щ е н

н о

г о

г р у н т а

у

=

1 6

0

0

кг/м3. С р

е д н е м у

п

а в о д о ч н о

м у

р а с х о

д у

с о о

т в е т ­

с т в у е т р а с х о д

н а

п и к е п а в о д к а

 

1 9 3 8

г . ; д л я

э т о г о

п а в о д к а

( р и с . Ѵ І І - 5 , б )

п о с т р о е ­

н ы

г р а ф

и к и

х о

д а

п о в р е м

е н и

п

а в о д

к а

у р о в н е й

в о д

ы

H = f (T)

и

с р

е д н и

х

г л у б и н

I

51

b,1

Р и с . Ѵ І І - 5 .

Г р а ф и к и

р а с ч е т а

с м е щ е н и я

р у с л а

п р и

о г р а н и ч е н н о м

м е а н д р и р о в а н и и :

а —

п л а н

 

и з л у ч и н ы ;

б —

 

г р а ф и к и

х о д а

у р о в н е й

 

в о д ы

Я

и

г л у б и н

Н с р . к р ,

Я л

и Я с р . п р

п р и с р е д н е м

п а в о д к е ;

в —

т о

 

ж е , с к о р о с т е й

 

т е ч е н и я

 

в о д ы

о к р , ѵ 0, ѵ п ѵ;

г —

с о в м е щ е н н ы е п о п е р е ч н ы е п р о ф и л и п р а в о г о б е р е г а

 

в с т в о р е п е р е х о д а п о с ъ е м ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к а м

1 9 3 4

г . и

1 9 6 9

 

г . ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 —' положение

русла

во

время

изысканий

перехода;

2 — то

же,

после

 

смещения

на

 

ве­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

личину 0,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

р у с л е :

п о с е ч е н и ю

н а

к р и в о л и н е й н о м

у ч а с т к е

t f c p .n p = f ( Т ' ) , т о

ж е

н а

 

п р я м о л и -

н е й н о м

 

у ч а с т к е

H c p . n p = f ( T ) и

п о

д л и н е

 

п л е с о в о й

л о щ и н ы

у

в о г н у т о г о

б е р е г а

Я л = f ( T ) .

 

 

 

 

в п р е д с т а в л е н ы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н а

 

р и с . Ѵ І І - 5 ,

г р а ф и к и

х о д а

с р е д н и х

п о

 

с е ч е н и ю

с к о р о с т е й

т е ч е н и я

 

н а

к р и

в о л и

н е й н о м

 

v Kp= f ( T )

и

п р я м о л и н е й н о м

о

п р f ( T )

у

ч

а с т к а

х

р у с л а ,

а

т а к ж е

 

г р а ф и к и з м е н е н и я

 

н е р а з м ы в а ю щ и х

с к о р о с т е й

v 0= f ( T ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К

а

к

в и д н о

н а

р и с . Ѵ І І - 5

,

в, р а с ч е т н о

е в р

е м

я

Т расч, в

т е ч е н и е

к о

т о

р о г о

с р е д

н

я я

с к о р о с т ь

н а

к р и в о л и н е й н о м

 

у ч а с т к е

п р е в ы ш а л а

н е р а з м ы в а ю щ у ю ,

р а в н о

6 4 8 Х

X

І О 3

сек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н а

п р я м о л и н е й н о м

( п е р е к а т н о м )

у ч а с т к е

t » n p < O o , с л е д о в а т е л ь н о , п р о и с х о д и л

н а м ы в

 

п е р е к а т а

( < 7т . п Р = 0 ) ,

ч т о

о б ы ч н о

н а б л ю д а е т с я

 

в

п а в о д о к .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С р е д н и е з а

р а с ч е т н о е

в р е м я

г л у б и н ы

Я с р . к р = 5 , 8 9

м и Я л = 7 , 3 0 м; а

с р е д н и е

з а

 

т о

ж

е

в р е м я

с к о р о с т и

о

к р

=

1 , 3 0 м /сек и

о 0 = 1

, 2

9

м/сек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П о

 

д а н н ы м

л а б о р а т о р н ы х

и с п ы т а н и й ,

 

к о э ф ф и ц и е н т

з а л о ж е н и я

о т к о с а

в о д о ­

н а с ы щ е н н о г о

п е с ч а н о - г р а в е л и с т о г о

г р у н т а

р а в е н

 

т 0 = 2 , 5 ;

п о д в о д н ы й

о т к о с

в о г н у -

т о г о б е р е г а

н и ж е с л о я

н а и л к а

в с р е д н е м

п о д л и н е и з л у ч и н ы т = 5 , 3 - П о ф о р м у л е

( Ѵ І І - 7 )

п о п р а в о ч н ы й

к о э ф ф и ц и е н т К ѵ 0 ч е р а з м ы в а ю щ е й

с к о р о с т и р а в е н :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

215\2

—10

2 ,

5

•

7

, 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^ 0 = V ] / ~ 1

 

-г-

 

 

 

 

 

=

0

, 9

2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

5 , 3 .

 

 

 

5 , 3

•

1 5 0 0

 

 

 

 

 

 

Р а с х о д

н а н о с о в

н а к р и в о л и н е й н о м

у ч а с т к е п о ф о р м у л е

( Ѵ І І - 6 )

р а в е н :

 

 

 

 

 

 

 

1 , 3 0

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 , 8 9

\ о , з з

 

в'т.кр —

12

 

1 , 2 9

 

. 0 , 9 2

 

0 , 0

0 2

8 ( 1

, 3

0

—

1

, 2

9

•

0

, 9

2 )

 

0 , 0 0 2 8 /

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

0 , 0 6 2 2

к г і с е к м .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а к к а к <7т . п р = 0 , т о п о ф о р м у л е

( Ѵ І І - 5 )

с р е д н ю ю

 

г о д о в у ю

в е л и ч и н у с м е щ е н и я

и з л у ч и н ы н а х о д я т к а к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С и

 

0 , 0 6 2 2 - 6 4 8 - 1 0 3

 

 

о

_

 

м і г о д .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 , 6 - 1 0 3 - 7 , 3

 

 

=

 

3 , 4 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и

т а к о й

с к о р о с т и

з а

с р о к

с л у ж б ы

 

м о с т а

( ~

1 0 0

л е т )

и з л у ч и н а

с м е с т и т с я

в н и з п о т е ч е н и ю

н а 3 4 5 м и л и н а

~ 0 , 2 ^ ц

 

( с м . р и с . Ѵ І І - 5 , а). Н а и м е н ь ш и е д е ф о р ­

м а ц и и

б е р е г о в р у с л а б у д у т в с т в о р е / — / , о д н а к о

 

п о о б щ и м

у с л о в и я м т р а с с и р о в а ­

н и я д о р о г и

п р и н я т о

р е ш е н и е о с т а в и т ь

п е р е с е ч е н и е

р у с л а

п о

с т в о р у

А — Б . Д л я

э т о г о

с т в о р а и м е ю т с я

п р о м е р ы

1 9 3 4 г . и

1 9 6 9 г .

 

( р и с . Ѵ І І - 5 , г) \ п о э т и м

п р о м е р а м

в и д н о , ч т о

з а

3 5

л е т

б р о в к а

б е р е г а

п о

с т в о р у

А — Б с д в и н у л а с ь

н а

4 5

м. З а

1 0 0

 

 

 

 

 

 

 

4

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

„

л е т с м е щ е н и е с о с т а в и т

—

1 0 0 * = 1 2 9 м, ч т о

х о р о ш о

у в я з ы в а е т с я

с п р о г н о з и р у е м о й

 

 

 

 

 

 

 

3

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л и н и е й

в о г н у т о г о

б е р е г а

( р и с . Ѵ І І - 5 , а).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Э т о

с м е щ е н и е у ч т е н о

п р и

р а з м е щ е н и и

п р о л е т о в

м о с т а

н а

с т в о р е

п е р е х о д а

и

в р а с ч е т е о б щ е г о р а з м ы в а .

Свободное меандрирование — наиболее сложный тип руслового процесса, имеющий на отдельных реках много индивидуальных осо­ бенностей и отклонений от рассматриваемой ниже общей схемы процесса.

В отличие от предыдущего типа излучины русла при свободном меандрировании, развиваясь, изменяют свои формы и размеры. Признаком свободного меандрирования является широкая пойма, превышающая ширину современного пояса меандрирования, со сложным рельефом поверхности, представленным веерами возвы­ шенных грив (старых прирусловых валов), разделенных лощина­ ми, а также подковообразными или серповидными старицами.

Излучины проходят цикл развития: вначале, когда излучины слабо выражены, они сползают вниз по течению аналогично излучи­ нам ограниченного меандрирования, но при этом постепенно изме­ няют свою форму. Угол разворота излучины (см. ниже) увеличи­ вается, скорость сползания по течению уменьшается и дальнейшая деформация ее в плане идет преимущественно за счет разворота вокруг точек перегиба русла и увеличения длины излучины.

Русло в плане принимает форму петли; вытягивание и ее разво­ рот происходят вначале интенсивно, а затем процесс постепенно затухает.

Развитие данной излучины связано с развитием смежных с ней верховой и низовой излучин; две противоположно направленные

Смотрите также файлы