ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 217
Скачиваний: 1
Небольшой по объему вынесенного грунта местный размыв у опор протекает сравнительно быстро; общий же размыв, когда по ток должен вынести большой объем грунта, протекает медленнее. Поэтому максимумы обоих размывов по времени не совпадают и максимум суммы размывов, обычно приходящийся на пик паводка, меньше суммы их максимумов. Чем менее продолжительна фаза подъема паводка и чем дальше отстоит максимум общего размыва от пика паводка, тем учет несовпадения максимумов размывов да ет больший эффект.
На этот же график наносят кривые изменения подпора и сред ней скорости под мостом при расчетном паводке и устанавливают максимальную величину подпора и скорости, которые используют для проектирования мостового перехода.
Исходя из реального времени стояния пика расчетного паводка и уровней, близких к максимальному, определяют высоту волн у сооружений мостового перехода, а с учетом подпора — еще и от метки верха укреплений и верха сооружений перехода. По макси мальному значению скорости под мостом выбирают укрепление струенаправляющих дамб.
Если на части живого сечения под мостом грунты оказывают ся неразмываемыми, то на остальной (размываемой) части размыв рассчитывают в следующем порядке.
Определяют часть расхода, проходящую на размываемом уча
стке живого сечения, Qpas по приближенному выражению |
|
Qpa3 = Q - ^ , |
(ѴІІІ-29) |
СОм |
|
где сом и «раз — площади живого сечения под мостом соответствен но общая и на размываемой части живого сечения, м2.
На размываемой части живого сечения размыв определяют с учетом следующих изменений: в выражении (ѴІІІ-19) расход нано сов G1 определяется как Gi = pMQpa3 кг/сек; в последнем выражении значение рм определяют исходя из средней скорости на размывае мой части
ѵ »
( « р а з
при определении AW по формуле (ѴІІІ-13) значения. Вѵ, Іа иі /л следует вводить в расчет лишь в пределах той ширины, где проис ходит размыв.
Расчет общего размыва по гидрографу паводка можно быстро выполнить на ЭЦВМ [89].
Изложенная методика расчета общего размыва подмостовых русел по гидрографу расчетного паводка является приближенной и требует дальнейшего уточнения.
Соображения об уточнении этого метода приводит О. В. Андре ев [10], который считает, что расчет размыва нужно вести по сече
ниям в пределах участка русла, на котором будет происходить размыв. Однако вопросы о длине этого участка и изменении рас ходов поды, .влекомых и взвешенных наносов по сечениям этого участка еще не имеют удовлетворительного решения.
Значение учета не только донных, но и взвешенных наносов при расчете размыва О. В. Андреев иллюстрирует несколькими приме рами, откуда видно, что расчет с обоими видами наносов по срав нению с расчетом только на донные наносы изменяет результатив ную величину размыва на 2—7%, с чем, учитывая приближенность расчета, можно не считаться.
§ 37. ПРИБЛИЖЕННЫЕ РАСЧЕТЫ ОБЩЕГО РАЗМЫВА И ОТВЕРСТИЙ МОСТОВ
При определении допускаемого коэффициента размыва (табл. 4 п. 33 СН 200-62) в случае сравнения вариантов мостовых перехо дов, а также в других случаях, когда достаточно ориентировочного определения стоимости мостового перехода, допустим приближен ный расчет общего размыва под мостом.
Методов приближенного расчета можно предложить несколько в зависимости от допускаемой степени точности и наличия исход ных данных для расчета.
Сравнительные расчеты показали, что с небольшой погреш ностью в сторону завышения общего размыва расчет можно вы полнять по изложенному выше методу, но с заменой многоступен чатого гидрографа одноступенчатым.
Продолжительность одноступенчатого гидрографа принимается равной периоду от выхода воды на пойму до пика расчетного па водка. Если максимальный расход при расчетном паводке держит ся в течение некоторого отрезка времени, то продолжительность одноступенчатого гидрографа принимается до середины этого от резка.
Расход в течение всего времени одноступенчатого гидрографа принимается равным расчетному.
В качестве величин Ісп и Ісл, входящих в выражение (VIII-14), можно принимать значения проекций верховых струенаправляю щих дамб на нормаль к оси моста, определяемые согласно указа ниям § 53.
Приближенный расчет общего размыва под мостом может быть выполнен по методу Л. Л.' Лиштвана (74], который рассматривает процесс общего размыва под мостом как образование нового русла на участке стеснения паводочного потока мостовым переходом. Этот процесс, по мнению автора, не отличается от естественного хода формирования речного русла при увеличении его водности в данных геологических условиях, когда увеличиваются ширина рус ла и средняя его глубина, а также отношение этих величин. Такое явление можно наблюдать в естественных условиях, когда долина реки сужается и пойменные потоки в паводок разрабатывают рус
ло больших размеров, чем на вышележащих участках с широкой поймой.
Исходя из такого представления о процессе |
общего |
размыва, |
|
Л. Л. Лиштван предложил использовать |
для |
расчета |
эмпириче |
скую зависимость скорости течения воды |
в естественных руслах |
||
при паводке в зависимости от грунтовой характеристики, глубины воды и вероятности превышения паводка (см. § 13 формулу ІѴ-8).
Полагая, что размыв прекратится, когда фактическая скорость под мостом ѵш станет равной удин, т. е. русло под мостом -приобре тет новые размеры, соответствующие динамическому равновесию его в условиях увеличенной водности, можно записать
я пр = ^ ѵ |
( ѵ п і- 3 1 ) |
^дин |
|
где Я пр — средняя глубина после размыва, м\ |
qcр — средний эле |
ментарный расход воды под мостом, равный расчетному расхо ду, деленному на отверстие моста, м2/сек.
Подставив в (ѴПІ-31) вместо идин формулу (ІѴ-8) для Япр и решив ее относительно Ящ,, получим
Ввиду того, что размыв имеет значительную протяженность по течению реки, Л. Л. Лиштван считает, что при обнажении в про цессе размыва слоя грунта с другими характеристиками в этих слоях также будут наблюдаться условия динамического равнове сия при формировании русла.
При слоистом геологическом строении подмостового русла рас чет удобно выполнять, построив графики скоростей один для всех слоев грунта в зависимости от глубины размыва Я и изменения с размывом скоростей ѵ = / (Я).
В формуле (ІѴ-8) произведение 4,7d°’2&представляет собой ско
рость динамического равновесия Ѵ\ при Я = .1 м; заменив------- — у,
1 H- X
получим
. ( Ѵ Ш - 3 3 )
Подобно применению формулы Маннинга ко всему живому се чению и отдельной вертикали Л. Л. Лиштван рекомендует опреде лять глубину после размыва /іщ, на каждой вертикали подмостово го русла по формуле
)’ • |
(ѴІІІ-34) |
где ѵи ß и у имеют прежние значения.
|
Расход «а вертикали определяют по формуле |
|
Q (JhwA |
, |
||||||||
|
q = — I —7- |
J |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
*м ' -^др ' |
|
|
где Q — расчетный |
расход |
воды, м3/сек\ |
Ім— отверстие моста |
в |
||||||||
|
свету, м\ Лдр — глубина на данной вертикали до |
размыва |
при |
|||||||||
|
расчетном уровне воды, м\ Н№— средняя глубина под мостом |
|||||||||||
|
до размыва при том же уровне, м\ |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Значения ß приведены в § 13. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Значения ѵ\ и у приведены ниже: |
|
|
|
|
|
|
|||||
d, |
мм . . . |
0,05 |
0,50 |
1,00 |
2,50 |
5,0 |
15,0 |
25,0 |
50,0 |
150,0 250,0 |
||
ѵп |
місек . |
0,29 |
0,56 |
0,68 |
0,88 |
1,10 |
1,45 |
1,68 |
2,03 |
2,76 |
3,18 |
|
у |
.................. |
0,70 |
0,71 |
0,72 |
0,73 |
0,74 |
0,75 |
0,76 |
0,78 |
0,79 |
0,80 |
|
|
Для связных грунтов принимают эквивалентную этому грунту |
|||||||||||
величину сіэкв по формуле (ІХ-2 1) для глубины 1 м. |
интерполяции. |
|||||||||||
В |
Промежуточные значения тц и у принимают |
по |
||||||||||
случае слоистого геологического |
строения подмостового русла |
|||||||||||
/іпр находят подбором, задаваясь последовательно |
значениями |
d |
||||||||||
или É4KB для всех слоев грунта, встречающихся |
на данной верти |
|||||||||||
кали. |
|
изложенного |
метода |
расчета, |
выполненная |
|||||||
|
Проверка |
|||||||||||
Л. Л. Лиштваном для ряда существующих мостов, пропустивших высокие паводки, дала приемлемые результаты [73].
Расчет размыва по формуле (ѴІІІ-34) сопоставлен также с ре зультатами натурных наблюдений над размывом русла Волги меж ду перемычками строившейся Волжской ГЭС, выполненных Гидропроектом [136] в паводок 1953 г., вероятностью превышения р — = 70%. Результаты сопоставления приведены в табл. Ѵ1ІІ-4.
>6 вер ти к ал ей
1
2
3
4
5
6
7
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
ѴІІІ-4 |
|||
Д а н н ы е Г и д р о п р о ек та |
Д ан н ы е р а с ч е т а по Ф ор м ул е ( Ѵ І І І - 3 4 ) |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
Р а з н и ц а |
|
||
№ |
средни й |
р а с х о д |
глуби на |
|
|
|
h n p ~ |
|
||
|
|
|
|
|
|
|||||
д и ам етр |
н а ве р т и |
п осле |
» 1 . |
ß |
|
Ä j]p * |
Ч |
|
||
б у р о вы х |
У |
|
||||||||
гр у н т а , |
кали q , |
р а з м ы в а , |
м іс е к |
М |
’ |
|||||
скваж и н |
||||||||||
d , л # |
м ъ ‘с е к |
V •“ |
|
|
|
|
% |
|
||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2216 |
14,0 |
50 |
19,0 |
1,41 |
0,67 |
0,75 |
19,6 |
+ 3 ,1 |
|
|
2216 |
14,0 |
60 |
20,4 |
1,41 |
0,67 |
0,75 |
22,5 |
+ 9 ,3 |
|
|
4571 |
10,0 |
56 |
20,8 |
1,26 |
0,67 |
0,74 |
22,3 |
+ 6 ,7 |
|
|
4560 |
7,0 |
48 |
22,3 |
1,15 |
0,67 |
0,74 |
21,2 |
—5,2 |
|
|
4560 |
5,0 |
44 |
22,0 |
1,05 |
0,67 |
0,74 |
21,3 |
—3,3 |
|
|
4537 |
1,2 |
36 |
22,0 |
0,71 |
0,67 |
0,71 |
21,6 |
—1,9 |
|
|
2835 |
0,3 |
18 |
19,0 |
0,47 |
0,67 |
0,71 |
17,8 |
—6,8 |
|
|
Приведенные данные характеризуют приемлемость метода рас чета размыва по скоростям динамического равновесия при дли тельном паводке. В условиях коротких или многовершинных па водков, расчетов размыва от ряда паводков, при необходимости анализа хода общего размыва результат расчета по скоростям ди намического равновесия оказывается, как правило, завышенным.
