книги / Проектирование мостовых переходов через большие водотоки

2) наполнения зоны аккумуляции перед мостом;

3) опорожнения зоны, аккумуляции.

Наибольшее из полученных трех значений отверстия моста сле­ дует принять за расчетное.

Расчет отверстия моста для случая свободного прохода паводка на притоке производится точно так же, как и расчет обычного моста, не находящегося в зоне подпора. Расчет отверстия моста для слу­ чаев наполнения и опорожнения зоны аккумуляции перед мостом производится по способу О. В. Андреева.

Так как при наполнении и опорожнении зоны аккумуляции расход под мостом все время изменяется и, следовательно, движе­ ние является неустановившимся, то для определения связи между расходом притока и расходом под мостом Q2 используется урав­

нение неразрывности неустановившегося движения воды в откры­ тых руслах. При этом считается, что при движении .потока воды через отверстие моста перепад водной поверхности или вовсе не образуется, или настолько незначительный, что им можно пре­ небречь.

Величину AW можно представить в следующем виде:

Дt

При обратном (отрицательном) направлении течения под мостом наполнение зоны аккумуляции осуществляется как за счет расхода

Qv так и за счет расхода Q2. Для этого случая можно записать

следующее выражение:

воды на притоке.

Рассматривая случаи наполнения зоны аккумуляции при пря­ мом и обратном направлениях течения под мостом^ О. В. Андреев в качестве расчетного принимает случай обратного направления течения под мостом. Для этого случая, пользуясь выражениями (VI-1) и (VI-38), можно записать следующую расчетную зависи­

мость:

Из нее видно, что в случае наполнения зоны аккумуляции при обратном направлении течения под мостом наибольшее значение необходимой площади подмостового поперечного сечения потока 2 ,

а следовательно, наибольшее значение отверстия моста получаются тогда, когда расход притока минимальный, равный меженному расходу фмеж. Это соответствует полному несовпадению паводка на притоке и периода наполнения зоны аккумуляции. Ввиду обратного направления течения под мостом при определении площади 2 в качестве скорости Vu следует принимать размывающую скорость V0.

Сучетом всего сказанного можно записать

АН

Для случая опорожнения зоны аккумуляции, пользуясь выра­ жениями (VI-1) и (VI-39), можно записать следующую расчетную зависимость:

•Ум

Расход Qx, входящий в выражение (VI-42), при различных зна­ чениях уровня Я находится по формуле (VI-28). Расчетная скорость под мостом VM= V M0CTопределяется так же, как и при расчете от­ верстии мостов, находящихся в зоне подпора от плотин ГЭС (см.- § 37).

Рис. 144. К расчету отверстия моста для случая опорожнения зоны аккумуляции

Решение зависимости (VI-42) производится графо-аналитически. На основании расчетного водомерного графика главной реки

Я = /(0 (рис. 144, а) строится график АЯ = <р (Я) (рис. 144, б).

и

После этого производится построение графиков 5 = Ф(Я) (рис. 144,в)

до Я тах. По полученным данным строится график зависимости Qx= =а(Я) (рис. 144, д). После этого строится суммарный график

(рис. 144, е). Далее производятся расчеты, необходимые для

§40. Расчет отверстий мостов, расположенных

унекапитальных плотин

Мостовые переходы нередко проектируются вблизи существую­ щих некапитальных плотин местного значения, которые сооружают­ ся для различных водохозяйственных целей. При этом мостовые переходы могут быть расположены как выше, так и ниже плотины (рис. 145). Плотины местного значения обычно имеют несовершен­ ную конструкцию, в результате чего наблюдаются случаи их про-

р'ыва. При прорыве плотины происходит опорожнение водохрани­ лища, которое приводит к увеличению максимального расхода водотока. Поэтому при проектировании мостовых переходов, распо­ ложенных у некапитальных плотин, нужно учитывать возможные случаи их прорыва.

В момент прорыва плотины происходит истечение воды из водохранилища, которое принято рассматривать как движение потока через водослив с широким порогом. В нижнем бьефе плоти­ ны происходит движение волны попуска (волны прорыва), причем так как участок реки между створом плотины и створом мостового перехода является обычно транзитным, то в пределах этого участка

происходит распластывание волны прорыва (длина волны постепен­ но увеличивается, а высота ее — уменьшается).

Расчет отверстий мостов, расположенных у некапитальных пло­ тин, производится по способу Л. Л. Лиштвана. По этому способу сначала определяется расход при прорыве плотины, а затем этот расход переносится в створ мостового перехода. Для определения отверстия необходимо также знать расчетную скорость под мостом. Так как в районе расположения плотины нарушается естественный русловой процесс (происходит остановка и задержка наносов), то за расчетную скорость под мостом обычно принимается размывающая скорость.

Расход при прорыве плотины определяется по преобразованной формуле водослива с широким порогом:

где В — длина плотины по урезу воды в верхнем бьефе при пре­

дельном наполнении водохранилища (рис. 145, б); Н — напор, представляющий собой разность отметок уровней

воды в верхнем и нижнем бьефах до прорыва плотины (рис. 145, а);

К— коэффициент расхода, который учитывает отношение возможной длины прорыва к длине плотины В, а также

боковое сжатие. Для новых земляных плотин V класса, находящихся в удовлетворительных условиях эксплуата­ ции, /(=0,50. Для старых земляных плотин, не имеющих

класса, а также для плотин V класса, находящихся в не­ удовлетворительных условиях эксплуатации, /( = 0 ,75.

Земляные плотины IV и более высоких классов на прорыв не рассчитываются.

В методе Л. Л. Лиштвана гидрограф опорожнения Qn= f(t) в

месте прорыва плотины принимается в виде прямоугольного тре­ угольника с максимальной ординатой Qn в начальный момент (рис. 146, а). Основание этого треугольника Т представляет собой

время полного опорожнения водохранилища, а площадь треуголь­ ника W — объем водохранилища. Из рис. 146, а

расход при прорыве плотины, вычисленный по формуле (VI-43) для напора h, который соответствует объему в м г/сек] t — время,

в течение которого из водохранилища вытечет объем воды, равный

воды, равный Wv Поэтому по аналогии с выражением (VI-44)

можно записать

Рис. 146. Расчетные гидрографы в способе Л. Л. Лиштвана:

а — гидрограф в створе плотины; б — гидрограф в створе мос* тового перехода, находящегося ниже плотины

где Qn.B— максимальный расход воды в створе мостового перехода

Для створа мостового перехода I I — / / , находящегося ниже

плотины, Л. Л. Лиштван определяет максимальный расход при прорыве плотины Qn.n. исходя из условия, что в створе мостового перехода форма гидрографа остается треугольной. Но если в ство­ ре плотины гидрограф представляет собой прямоугольный тре­

угольник с максимальной ординатой Qn в начальный момент, то в створе мостового перехода гидрограф принимается в виде косо­ угольного треугольника с максимальной ординатой Qn.H(рис. 146,6). Вследствие распластывания волны прорыва в пределах транзит­ ного участка длиной S между створом плотины и створом мосто­

производится по формуле (IV-33), которая применительно к рас­

Расчет отверстий мостов, расположенных у некапитальных пло­ тин, должен производиться для трех случаев:

1) для случая прорыва плотины в период между половодьями;

паводка в створе мостового перехода при свободном стоке; 3) без учета прорыва плотины; при этом расчет отверстий сле­

роенной по данным гидрометрических наблюдений или морфомет­ рическим путем.

После установления расчетного расхода в створе мостового перехода определяется отверстие моста для каждого из указан­ ных выше случаев. Из трех полученных значений отверстия мос­ та /м окончательно принимается максимальное значение /М(шах)«

Г л а в а V I I

ПОДХОДЫ к МОСТАМ

§ 41. Проектирование продольного профиля мостового перехода

Геодезические отметки низа конструкции мостов и бровок под­ ходных насыпей на высоководных переходах устанавливаются из условий их незатопляемости и возможности пропуска под мостами судов и плотов, а также плывущих льдин и карчехода.

На судоходных и сплавных реках согласно действующим прави­ лам НСП 103—-52 (приложение 5) в судоходных пролетах моста дол­ жен быть выдержан подмостовой габарит — размеры и очертание, обеспечивающие проход судов и плотов (рис. 147). Высота подмос-

Рис. 147. Подмостовой габарит на судоход­ ных реках

тового габарита Г отсчитывается от расчетного судоходного гори­

зонта РСГ (см. гл. IV). Размеры подмостового габарита зависят от класса водного пути. По НСП 103—52 все водные пути СССР под­ разделены на семь классов. К I классу отнесены наиболее крупные реки, по которым движутся трехэтажные теплоходы и суда боль­ шого водоизмещения (до 12 000 Т) и плоты с шириною воза свыше

100 ж. В последний, VII класс входят малые реки или участки рек, где возможно лишь движение катеров с водоизмещением до 100 Т и плотов шириною не свыше 14 м.

Как правило, в схеме моста предусматривается не менее двух судоходных пролетов для движения вверх и вниз по течению. Для взводного направления ширина подмостового габарита прини­ мается несколько меньшей, чем для низового, так как управляе­

мость судового каравана при движении против течения обеспечена лучше. Если ширина устойчивого русла реки, где возможно судо­ ходство при низком меженном уровне воды, незначительная (мень­ ше длины двух судоходных пролетов), то допускается устройство одного судоходного пролета.

При назначении числа судоходных пролетов необходимо учиты­ вать тип речного русла. На реках с меандрирующими и блуждаю­ щими руслами за время экс­

Минимальная допустимая геодезическая отметка проезжей час­ ти моста в пределах размещения судоходных пролетов находится

где С — высота, отсчитываемая от низа пролетного строения моста

до подошвы рельса на железных дорогах или до оси про­ езжей части моста на автомобильных дорогах.

На несудоходных и несплавных реках и на длине несудоходных пролетов достаточно выдержать некоторое наименьшее возвышение низа пролетных строений и опорных частей моста над расчетными уровнями высоких вод и ледохода. В этом случае минимальная допустимая отметка проезжей части моста определяется по фор­ муле

где РГВВ — расчетный горизонт высоких вод с определенной ве­ роятностью превышения или горизонт высокого ледо­ хода;

М — наименьшее возвышение низа пролетных строений и

опорных частей моста над РГВВ, принимаемое по табл. 37.