ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 220
Скачиваний: 1
В условиях переменного подпора происходит изменение режима движения наносов. Уменьшение бытовой транспортирующей спо собности водного потока соответствует расчетным скоростям менее бытовых, а при отсутствии транспорта наносов русловые скорости становятся равными или менее неразмывающих.
Максимальная глубина после общего размыва под мостом при прекращении движения наносов определяется по формуле
h-щ) — h m ax дрРг |
(ѴІІІ-57) |
Н-мІмѴа |
|
где Q2 имеет прежнее обозначение; /м — отверстие моста в свету; Атахдр— максимальная глубина под мостом при подпорном уровне; Я м—-средняя глубина воды под мостом; ѵ0— неразмы вающая скорость для грунтов, слагающих подмостовое русло.
При расчете по формуле (ѴІІІ-57) необходимо отыскание такого сочетания расчетных факторов, при котором глубина общего размы ва достигнет максимальной величины.
При частичном движении наносов в русле, которое возникает при положительном течении, глубина общего размыва определяется по формулам § 36.
Расчет по этим формулам производится в том случае, если при максимальном подпорном уровне русловая скорость оказывается больше, чем неразмывающая.
Такие случаи часто возникают при определении отверстия моста на главной реке (см. рис. ѴІІІ-17, в).
На притоках такой расчет производят только в указанном выше случае.
Воронку местного размыва рассчитывают в соответствии с мето дами расчета, изложенными в гл. IX.
§ 41. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ОБЩЕГО РАЗМЫВА
Пример. Рассчитать общий размыв по гидрографу паводка на переходе через равнинную реку с двусторонней поймой.
Гидрологические характеристики живого сечения реки по оси мостового пере хода при расчетном расходе приведены в табл. VI11-7.
Т а б л и ц а ѴІІІ-7
У ч а с т к и живого |
Р а с х о д , |
с е че н и я |
м 31 с е к |
Пло щ ад ь
жи вого се че н и я ,
м’1
Средняя |
Ш ирина |
|
Средняя |
М а к с и |
|
с к о р о с ть , |
|
гл у б и н а, |
м альная |
||
у ч а с т к а , |
м |
||||
M ice к |
м |
глубина, м |
|||
|
|
Русло |
692 |
384 |
1,80 |
74 |
5,20 |
6,80 |
Правая пойма |
336 |
1160 |
0,29 |
600 |
1,93 |
_ |
Левая пойма |
260 |
1185 |
0 , 2 2 |
700 |
1,69 |
— |
Всего |
1288 |
2729 |
0,47 |
1374 |
— |
— |
Средняя отметка поверхности правой поймы |
99,67 ж |
|
То же, левой пой м ы .......................................... |
99,91 |
» |
Отметка расчетного у р о вн я .............................. |
101,60 |
» |
То же, м еж ени...................................................... |
97,40 » |
|
Расход при начале работы пойм.................... |
373 м3/сек |
|
Уклон реки ............................................................. |
0,0006 |
|
Отметка срезки под мостом............................. |
97,90 ж |
|
Средняя отметка дна бытового русла . . . |
96,40 |
» |
Средний диаметр частиц грунта русла . . . |
2 жж |
|
Для выполнения расчета размыва необходимо построить расчетный гидро граф. Из гидрологических ежегодников выбраны наибольшие фактические паводки и построены для них гидрографы, на основании которых составлена табл. Ѵ ІІІ- 8 продолжительности основных элементов гидрографов выше средней отметки пойм, а также приняты основные элементы гидрографа при расчетном паводке.
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а Ѵ ІІІ- 8 |
|
|
|
В р е м я , с у т к и |
|
|
Г о д ы |
« m a x ' м’ ''сек |
П о д ъ е м |
С т о я н и е п и к а |
С п а д |
О б щ а я п р о д о л ж и |
|
|
п а в о д к а |
т е л ь н о с т ь н а в о д к а |
||
1953 |
700 |
3,5 |
0 |
3,5 |
7 |
1959 |
820 |
4,0 |
0 |
6 , 0 |
1 0 |
1958 |
930 |
5,5 |
0 |
6,5 |
1 2 |
Расчетный |
1288 |
6,5 |
0 |
7,5 |
14 |
Треугольный гидрограф |
расчетного |
паводка |
заменен ступенчатым |
(рис. |
|
ѴІІІ-18, а). Гидрологические |
данные |
по ступеням |
гидрографа |
приведены в |
|
табл. ѴІІІ-9. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
ѴІІІ-9 |
|
|
|
|
С т у п е н и |
|
|
Д а н н ы е д л я р а с ч е т а |
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
3 |
|
|
Общий расход, м3/сек |
|
678 |
983 |
1288 |
|
в том числе русловой |
|
520 |
620 |
692 |
|
Отметка уровня, ж |
|
100,85 |
101,25 |
101,60 |
|
Продолжительность, сутки: |
|
2,25 |
2,25 |
|
|
подъем |
|
— |
|
||
|
|
|
|
|
|
пик |
|
— |
— |
2,25 |
|
спад |
|
2,45 |
2,45 |
— |
|
Задаемся отверстием моста, равным 120 ж. Средняя отметка дна под мостом до размыва равна 96,98 ж.
Длину распространения размыва вверх от моста определяем по формуле
(ѴІІІ-15) |
с определением параметра а исходя из подсчитанных значений |
Fr |
Q |
*б Qбм
/■ |
687 |
|
0,67-1,30-0,47 V |
9,81-0,0006 = 140 |
м. |
Средняя скорость нестесненного потока в пределах принятых ступеней рас четного гидрографа изменяется незначительно, поэтому значение і р принимаем постоянным для всего расчета.
Значения Ісп и /сл, входящие в формулу для определения величины М, опре делены исходя из размеров верховых струенаправляющих дамб равными 1Сп = 54 ж
и /ол =49 ж. Части отверстия на правой |
и левой поймах соответственно равны |
||
/ц = 26 ж, Іа = 2 0 ж. |
|
|
|
Определяем значение М: |
|
|
|
М = |
-1 (7 4 -1 4 0 + 5 4 -2 6 + 49-20) |
6370 м2. |
|
Подробный |
и приближенный |
расчет |
размыва приведен в |
табл. ѴІІІ-10. |
|
|
|
Подробный расчет выполнен последовательно для всех ступеней расчетного гидрографа, начиная с первой. Сначала выписывают зна чения расходов (руслового и полного) и отметку бытового уровня. Затем для условий до размыва производят расчет расхода наносов из подмостового сечения G\ (в таблице приведен только результат расчета). Для этого по средней глубине под мостом и среднему диаметру частиц грунта определяют неразмывающую скорость по графику (см. рис. ѴІІІ-8).
Исходя из площади живого сечения под мостом определяют среднюю скорость под мостом и отношение ее к неразмывающей, определяют величину А по номограмме (рис. ѴІІІ-6) и величину
( — ) по графику (см. рис. ѴІІІ-7). Затем определяют значение
мутности р и расхода наносов Gb Эта величина оказалась равной 34,6, кг/сек.
Аналогично производят расчет расхода наносов в русле в зоне подпора G2. Для этого сначала вычисляют подпор, затем среднюю глубину в русле с учетом подпора и далее аналогично расчету G\. Подсчитанная величина G2 составляет 25,5 кг/сек.
Разностью расхода наносов заканчивается расчет в первой стро ке таблицы. Затем задаются небольшим слоем смыва (принято 0,05 м), после чего вновь производят весь расчет, но уже для глуби ны под мостом, увеличенной на 0,05 м, во второй строке таблицы.
Записывают среднюю величину разности G\ — G2, объем смыва и время, необходимое для этого смыва.
Задаваясь вторым слоем смыва (0,10 ж), продолжаем расчет в третьей стро ке. В итоге получаем время, потребное на смыв слоя 0,15 ж, равное 7,45 суток. Так как время ступени составляет 2,25 суток, последний слой смыва соответствен но уменьшаем и получаем, что за время ступени размыв составил 0,07 ж.
Аналогично произведен расчет для второй и третьей ступеней гидрографа. К концу третьей ступени гидрографа размыв под мостом достиг глубины 1,70 ж.
Расчет в первой и второй строках второй ступени гидрографа (на спаде) дает отрицательное значение разницы расходов наносов, т. е. под мостом уже
ступениMs
1
2
3
2
1
Расход |
м 31сек |
|
|
|
|
|
|
|
|
Отметка |
Средняя |
Расход |
Подпор |
Расход |
|
|
|
глубина |
перед |
G t - G 2, |
|||
общий |
русла |
уровня, м |
под мостом |
наносов |
мостом |
наносов |
к г , с е к |
Q |
Q P |
|
|
G,, к г ;с е к |
Дг, м |
С?2, к г і с е к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 78 |
5 2 0 |
1 0 0 , 8 5 |
3 , 8 7 |
3 4 , 6 |
0 , 1 9 |
2 5 , 5 |
9 , 1 |
|
|
|
3 , 9 2 |
3 1 , 2 |
0 , 1 9 |
2 5 , 5 |
5 , 7 |
9 8 3 |
6 20 |
|
4 , 0 2 |
2 4 , 4 |
0 , 1 8 |
2 6 , 3 |
— 1 , 9 |
1 0 1 , 2 5 |
4 , 3 5 |
1 5 9 , 5 |
0 , 3 3 |
3 7 , 8 |
1 2 1 , 7 |
||
|
|
|
4 , 4 5 |
1 3 3 , 9 |
0 , 3 2 |
3 7 , 8 |
9 6 , 1 |
|
|
|
4 , 5 5 |
1 2 5 , 9 |
0 , 3 0 |
3 7 , 8 |
8 8 , 1 |
|
|
|
4 , 6 5 |
1 0 2 , 1 |
0 , 2 9 |
3 7 , 8 |
6 4 , 3 |
|
|
|
4 , 8 5 |
7 7 , 6 |
0 , 2 7 |
3 9 , 6 |
3 8 , 0 |
|
|
|
5 , 0 5 |
5 3 , 0 |
0 , 2 4 |
3 9 , 6 |
1 3 , 4 |
1288 |
6 92 |
1 0 1 , 6 0 |
5 , 1 5 |
4 1 , 3 |
0 , 2 3 |
4 0 , 2 |
1 , 1 |
5 , 4 3 |
1 6 1 , 0 |
0 , 3 7 |
3 6 , 2 |
1 2 4 , 8 |
|||
|
|
|
5 , 6 3 |
1 3 5 , 1 |
0 , 3 5 |
3 7 , 0 |
9 8 , 1 |
|
|
|
5 , 8 3 |
1 0 0 , 5 |
0 , 3 2 |
3 8 , 0 |
6 2 , 5 |
|
|
|
6 , 0 3 |
7 9 , 6 |
0 , 3 0 |
3 8 , 7 |
4 0 , 9 |
9 8 3 |
6 2 0 |
1 0 1 , 2 5 |
6 , 3 3 |
6 0 , 6 |
0 , 2 7 |
3 8 , 7 |
2 1 , 9 |
5 , 9 7 |
1 0 , 8 |
0 , 1 6 |
4 4 , 4 |
— 3 3 , 6 |
|||
|
|
|
5 , 8 7 |
1 2 , 8 |
0 , 1 7 |
4 4 , 4 |
— 3 1 , 6 |
|
|
|
5 , 5 7 |
2 1 , 6 |
0 , 1 9 |
4 4 , 4 |
— 2 2 , 8 |
6 7 8 |
5 2 0 |
1 0 0 , 8 5 |
5 , 3 7 |
2 9 , 6 |
0 , 2 1 |
4 4 , 4 |
— 1 4 , 8 |
5 , 1 0 |
0 |
0 , 1 0 |
2 7 , 0 |
— 27,' 0 |
|||
|
|
|
4 , 8 0 |
0 |
0 , 1 2 |
2 7 , 0 |
— 2 7 , 0 |
|
|
|
4 , 5 0 |
8 , 7 |
0 , 1 4 |
2 7 , 0 |
— 1 8 , 3 |
П р и б л - и ж е н н ы й
1288 |
6 9 2 |
1 0 1 , 6 0 |
4 , 6 2 |
4 2 5 , 0 |
0 , 5 2 |
2 8 , 7 |
3 9 6 , 3 |
|
|
|
5 , 1 2 |
2 1 8 , 5 |
0 , 4 2 |
3 1 , 1 |
2 8 7 , 4 |
|
|
|
5 , 6 2 |
1 3 1 , 0 |
0 , 3 4 |
3 7 , 3 |
9 3 , 7 |
|
|
|
6 , 1 2 |
7 0 , 8 |
0 , 2 9 |
3 9 , 4 |
3 1 , 4 |
|
|
|
6 , 4 2 |
5 2 , 2 |
0 , 2 6 |
4 2 , 2 |
1 0 , 0 |
|
|
|
6 , 5 2 |
4 8 , 9 |
0 , 2 5 |
4 2 , 2 |
6 , 7 |
|
|
|
6 , 6 2 |
4 1 , 1 |
0 , 2 4 |
4 2 , 2 |
— 1 , 1 |
Т а б л и ц а V III-11
|
Ступени |
Данные для расчета |
|
1 |
2 |
Общий расход, |
5 2 5 |
|
6 78 |
|
м3/сек |
|
|
|
|
в том числе рус |
4 6 5 |
|
5 2 0 |
|
ловой |
|
|
|
|
Отметка уровня, м |
1 0 0 , |
5 0 |
1 0 0 |
, 8 5 |
Продолжительность, |
1 , |
6 |
1 |
, 6 |
сутки |
|
|
|
|
происходит отложение наносов. При оп ределении размыва под мостом на этом можно было бы расчет закончить.
Однако чтобы оценить правильность расчета размыва по живому сечению под мостом, не деформированному предыду щими паводками, представляет интерес и последующий характер деформаций под мостового русла.
Расчет деформаций на спаде показывает, что к концу паводка при сходе во- . ды с поймы подмостовое русло заносит ся на глубину около 1 м и остаточный размыв составит 0,71 м. Отложение на носов будет продолжаться и при после дующем спаде.
