ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 205
Скачиваний: 1
Определяем безразмерный параметр нестесненного потока по формуле
|
Fr_ |
|
|
0,682 |
|
= 0 |
,66. |
|
|
|
|
||
|
/б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
= 9,81-480-0,00015 |
|
|
|
|
|
|
||||||
Определяем меру стеснения |
Q |
869 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
—— = |
— — 1 ,Зо. |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
Ѵ б м |
о т о |
|
|
|
|
|
|
|
||
Значение параметра а принимаем по нижней строке табл. V I11-3 равным 0,735. |
|||||||||||||
Значение коэффициента к по формуле (XI1-2) будет равно: |
|
|
|
|
|||||||||
к = 1 + |
|
|
|
= |
1 + |
/0,68\2 |
0,735 |
1,24. |
|
|
|||
|
|
|
7ѴПІ ^ |
= |
= |
|
|
||||||
ѵ6м |
|
Fr_ |
|
|
і.34/ |
J / Q,66 |
|
|
|
||||
|
|
|
*б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подпор перед мостом по формуле (Х-1) составит: |
|
|
|
|
|
|
|||||||
Дz = к ■ ѵм |
ѵбм = |
1,24 |
|
|
= |
0,093 |
м. |
|
|
||||
|
|
|
|
|
1,812— 1,342 |
|
|
|
|
|
|||
|
2g |
|
|
|
|
9,8-2 |
|
|
|
|
|
|
|
Для расчета наибольшего подпора определяем величину /0 по формуле (X-12) : |
|||||||||||||
/о = |
|
Fr |
= |
0,735-480-0,66 = |
233 |
м. |
|
|
|
||||
a/разл— |
|
|
|
||||||||||
|
|
Іб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Наибольший подпор по формуле (Х-11) будет равен: |
|
|
|
|
|
||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
AzH= Az + Î&IQ |
^ н е с т |
0,093 -{- 0,00015 •233 4- |
0 |
6 8 2 |
= 0 ,1 7 3 |
м . |
|
||||||
|
= |
|
^^ |
|
|||||||||
|
|
g |
|
|
|
|
|
|
|
9,81 |
|
|
|
Понижение уровня с низовой стороны насыпи определяем по формуле |
(Х-16), |
||||||||||||
которую здесь не повторяем: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
В„=2,0 |
|
2-480 |
/2,67\2/480-2,67 |
|
|
0,682 |
0,14 м. |
||||||
480 — 80 ^ 2 ,0 / |
V 80-6,0 |
|
|
|
= |
||||||||
|
|
|
9,81-2,67 |
|
|
||||||||
Наибольший напор на насыпи подхода |
в конце |
разлива |
составит |
0,173 + |
|||||||||
+0,14 = 0,313 м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А. М. Ла- |
|
Определим для сравнения подпор перед мостом по формуле (Х-8) |
|||||||||||||
тышенкова. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Предварительно определяй: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Qnep |
2 2 4 |
|
|
|
|
Qp |
6 4 5 |
|
|
|
|
|
|
— |
“ 8+9 = |
|
|
|
= Ш |
" ° ’742; |
|
|
|||||
|
|
|
t/p |
1 ,3 4 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
0 |
va |
0 ,2 8 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Az = 28 1 + T |
a'vr, |
|
|
(1 |
+ |
0 ,7 4 2 |
0,742\ 1,05- 1,812 |
0,144л*. |
|||||
|
= 2 - 0 ,2 5 8 |
4,79 / 2-9,81 |
= |
||||||||||
a 0 J |
2g |
|
|
\ |
|
|
|
|
Для определения наибольшего подпора принимаем:
/0 = 2 ,5 /„ = 2 ,5 - 8 0 = 200 м\
Дгн = 0,00015-200 + 0,144 = 0,174 м.
По приближенной формуле (Х-9) подпор перед мостом (с учетом приведенного выше значения а0 и пойменного расхода, составляющего 26% от общего) равен
Az = |
= 0,06 -1 ,812 = 0,197 ж. |
Для определения уклона водной поверхности с верховой стороны насыпи по поиближенной формуле (Х-14) найдем:
2,0
:0,92.
Az 2,0 + 0,17
При приведенным выше данным получим ф = 0,38, откуда
ів = 0,38-0,00015 = 0,00006,
тогда наибольший подпор составит
AzH= Az + івВ0 = 0,20 + 0,00006-400 = 0,22 м.
В последнем расчете В 0 принято равным ширине поймы. Приближенно уклон с низовой стороны насыпи равен:
г'н = 0 , 5 + = 0,5-0,00015 =0,0 0 0 0 8 .
В конце разлива падение составит 0,00008-400 = 0,03 м, а наибольший напор 0,22 + 0,03=0,25 м.
§ 48. РАСЧЕТ ВЕТРОБОЯ ВОЛНЫ И ЕЕ НАКАТА НА СООРУЖЕНИЯ
Под воздействием ветра на водной поверхности рек в пределах их разлива, а также в водохранилищах возникают волны, разруши тельную силу которых необходимо учитывать при проектирова нии подходов к мостам и регуляционных сооружений. Отметки бро вок насыпей и верха укреплений их откосов назначают с учетом высоты наката волны на откос сооружения.
Основными факторами волнообразования в водоемах являются скорость ветра, продолжительность его действия и длина разгона волн. Характер и размер волнообразования зависят также от на правления ветра, глубины и конфигурации водоема и их изменения в направлении действия ветра. По классификации ветровые волны, образующиеся на поверхности водоемов, делятся на вынужденные, свободные и смешанные.
Вынужденные — этоволны, которые возникают и находятся под непосредственным воздействием ветра.
Свободные волны, или зыбь, распространяющиеся после прекра щения ветра или вышедшие из пределов его воздействия. Смешан ные волны образуются от сложения вынужденных и свободных волн. На рис. Х-4 приведен профиль ветровой волны зыби.
В нормативных документах [132, 138, 139] приняты следующая терминология и обозначения элементов волны: высота волны hB (вертикальное расстояние от вершины до подошвы волны); длина е о л н ы Яв (горизонтальное расстояние между двумя смежными вер шинами или подошвами волны); возвышение гребня волны над ста тическим уровнем, г)в.
Рис. Х-4. Профиль волны |
||
и ее набега на откос на |
||
|
сыпи: |
|
1 — с т а ти ч е ск и й у р о в е н ь в о |
||
д ы ; |
2 — с р е д н я я |
в о л н о ва я |
л и н и я ; 3 — вер ш и н а |
в о л н ы ; |
|
|
4 — п о д о ш ва в о л н ы |
|
Отношение высоты волны к ее длине ~ |
называется крутизной |
|
Лв |
|
|
волны, а обратное отношение — пологостью волны.
Время, в течение которого гребень волны перемещается на дли ну волны, X сек, называется периодом волны. Фронт волны — это линия вершины волны в плане.
Элементы волны — высота, длина и период — называются пара метрами волны. Обеспеченностью этих параметров в данной систе ме волн, вызванных ветром расчетной скорости, считается выражен ное в процентах количество волн, у которых числовое значение па раметров больше, чем у остальных в ряду из 100 волн, следующих одна за другой через заданную точку акватории.
Взависимости от того, возрастает, остается неизменным или убывает осредненное значение параметров волн в таком ряду — волнение соответственно называется развивающимся, развитым или убывающим.
Врасчетах параметров волн мелких водоемов рассматривается
только развитое волнение.
В водоемах по их глубине различают четыре зоны. Первая зо
на — глубоководная, с глубиной воды Я > — /\,в, |
где дно водоема |
не влияет на форму и размеры волнообразования. |
Вторая зона — |
мелководная, с глубиной воды Я < — Хв, , где дно водоема влияет
на волновое движение воды. Третья зона — прибойная, с глубиной воды Я < Я кр, постепенно уменьшающейся к берегу, в пределах ко торой происходит разрушение волн. Четвертая зона — приурезовая, в которой волна разрушается окончательно и происходит накат во ды на откос берега или сооружения. Водоемы в пределах второй, третьей и четвертой зон называются мелководными. В глубоковод ной зоне водоема волнообразование создает только колебательные движения, т. е. периодические повышения и понижения уровня воды.
С началом мелководья, а именно во второй зоне трехмерные (пространственные) волны в виде отдельных бугров и впадин под влиянием дна преобразуются в двухмерные (плоские), имеющие примерно одинаковые длину и высоту по фронту волны. В третьей зоне колебательное волновое движение переходит в поступательное в направлении действия ветра. Глубина воды, при которой происхо
дит такой переход, называется критической (Якр) и зависит от кру-
н
тизны волны и отношения -—. Приближенно Я кр~2/ів. /2в
У пойменных насыпей происходит удар волны и накат ее на от кос, показанный схематически на рис. Х-4.
Акватории разливов рек и водохранилищ, в пределах которых могут располагаться насыпи подходов к мостам, в большинстве случаев относятся к зонам мелководья. Поэтому расчеты парамет ров ветровых волн производят применительно к этим условиям.
Для определения параметров ветровых волн hB и Хв необходимы исходные данные:
скорость ветра WB (м/сек) на высоте 10 м над поверхностью во ды в водоеме;
разгон ветровых волн D (км), т. е. протяженность водной по верхности в направлении действия ветра;
средняя глубина водоема Я (м) на протяжении разгона волны при расчетном уровне воды.
Статистической обработкой данных многолетних наблюдений за ветром на ближайшей к мостовому переходу метеостанции опреде ляют расчетные скорости ветра WB.
Для водотоков и водоемов в бытовых условиях при расчете пой менных насыпей и регуляционных сооружений на УВВ р% и для зарегулированных условий при расчете на ПУВВР% WB определя ют по каждому румбу как среднемноголетние из рядов максималь ных скоростей ветра за паводочный период. При расчетах для по стоянных уровней в период открытой воды (НПУ и др.) по каждому румбу определяют максимальные скорости ветра WBp% расчетных вероятностей превышения: для железнодорожных мостовых пере ходов— р= 0,33% и для автодорожных р = 1 и 2%.
Скорости ветра WMaT, измеренные на материковой метеостанции, удаленной от водотока или водоема, отличаются от скоростей вет ра над водной поверхностью, поэтому значения !FMaT приводят к уровню 10 м над поверхностью воды Ww ВОд на основании имеющих ся материалов наблюдений и специальных исследований.
По вычисленным для всех румбов значениям Wp % строят для створа перехода розы ветров (рис. Х-5).
При отсутствии данных наблюдений за ветром или коротком сроке этих наблюдений расчетная скорость ветра может быть при нята как ориентировочная по данным метеостанций, приведенных в СНиП ІІ-А. 6-62.
Продолжительность действия ветра при расчете параметров вет ровых волн мелких водоемов не учитывается. Длина разгона волны D (км) и средняя глубина водоема Н (м) по направлению разгона определяют по топографическим материалам также для всех рум бов, которые можно считать волиоопасными.
Если в узком водоеме простой конфигурации отношение средней ширины водоема ß Cp к разгону D равно или менее 0,6, расчетный