Страница 14: ВСН 176-78. . Инструкция по проектированию и постройке металлических гофрированных водопропускных труб (41732)

екр = е - eтр,(8)

Приложение 12

(к пп. 3.2; 4.8)

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

Основные принципы гидравлических расчетов гофрированных труб

Гидравлический расчет гофрированных труб производится в соответствии с указаниями, изложенными в «Руководстве по гидравлическим расчетам малых искусственных сооружений» (М., «Транспорт», 1974)1, со следующими коррективами.

1Далее «Руководство по гидравлическим расчетам малых искусственных сооружений» будет называться кратко «Руководство».

1. Уклоны гофрированных труб должны быть равны или больше критических, но не меньше i = 0,01. В противном случае возможно снижение пропускной способности труб, уточняемое расчетом.

2. Коэффициенты расхода при безнапорном режиме для гофрированных труб следует принимать в зависимости от типа входного оголовка по табл. 1.

Таблица 1

При заданном типе входного оголовка расчетные расходы круглых труб, соответствующие заполнению входного сечения для железных дорог и для автомобильных, а также наибольшие расходы труб на железных дорогах, соответствующие заполнению , определяют по величине параметров расхода (табл. 2).

Таблица 2

Гидравлические расчеты нижнего бьефа труб, уложенных в теле насыпи

В зависимости от принятого варианта отвода воды расчеты выполняются в такой последовательности.

1. При отводе воды по берме и укрепленным откосам насыпи:

1.1. Назначают коэффициент заложения низового откоса бермы или насыпи mот. По условиям устойчивости откоса с учетом воздействия на него потока целесообразно принимать mот = 2.

1.2. Определяют согласно указаниям гл. IV «Руководства» глубину и скорость на выходе из трубы.

1.3. Определяют минимальный размер бермы Lmin вдоль потока по формуле, полученной из уравнения свободного падения тела

,

где υвых и hвых - соответственно средняя скорость и глубина на выходе из трубы; 1,2 - коэффициент запаса; g - ускорение силы тяжести.

1.4. По скорости υ = 1,3 υвых (учитывается увеличение скорости на берме за счет растекания) определяют согласно табл. II-6 «Руководства» тип укрепления бермы.

1.5. Находят ширину растекания потока на берме и откосе насыпи

,

где Bраст - ширина растекания потока в створе, проекция расстояния которого от выхода из трубы равна х; D - диаметр трубы; Q - расход в сооружении; при этом наибольший расход (для железных дорог) подставляют без изменения, а расчетный для учета ошибки увеличивают на 30%; - эталонный расход, т.е. расход при прохождении которого критическая глубина в тpyбe hк = 0,75D; Lб - длина бермы.

1.6. Определяют среднюю глубину потока hпд у подошвы насыпи из уравнения Шези, считая (в запас), что на откосе установится равномерный режим течения, и заменяя истинное поперечное сечение потока равновеликим прямоугольником:

,

где n - коэффициент шероховатости, принимаемый для бетонных укреплений равным 0,016; mот - коэффициент заложения низового откоса бермы или насыпи

1.7. Находят среднюю скорость потока у подошвы откоса

.

1.8. По скорости у подошвы насыпи υпд согласно табл. II-6 «Руководства» определяют тип укрепления откоса бермы (насыпи) и укрепления, расположенного у подошвы насыпи.

1.9. Назначают тип выходного русла за подошвой насыпи по рис. VI-1 «Руководства».

1.10. Назначают конструктивно длину укрепления у подошвы насыпи (размер вдоль потока)

L = Dэ,

где Dэ - эквивалентный диаметр трубы; для одноочковых круглых труб Dэ = D, для многоочковых (nт - число очков).

1.11. Определяют глубину размыва у подошвы насыпи для принятого типа выходного русла согласно указаниям гл. VI «Руководства».

1.12. По глубине размыва назначают глубину заделки концевой части укрепления, причем для расчетного расхода глубина заделки увеличивается на 20% (учет ошибки в расходе).

2. При сбросе воды на берму и откос насыпи, отсыпанной из камня:

2.1. Определяют скорость потока на выходе из трубы (см. п. 1.2 данного приложения).

2.2. Устанавливают минимальный средний диаметр наброски dн из которой может быть отсыпана низовая часть насыпи по формулам:

для однородных частиц

;

для горной массы

,

где dmax - диаметр наиболее крупных частиц, которых в каменной наброске более 5%; d - средний диаметр частиц наброски.

2.3. Определяют размер бермы вдоль потока (см. п. 1.3 данного приложения).

2.4. Назначают минимальную длину участка насыпи, отсыпанной из камня, Lнас ≈ 10D.

2.5. Проверяют возможность разрушающей фильтрации в основании насыпи согласно гл. VII «Руководства» и при необходимости устраивают обратный фильтр.

2.6. У подошвы насыпи закладывают рисберму. Размеры ее назначают конструктивно.

Приложение 13

(к п. 4.19)

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ РАСЧЕТЫ В ГРУНТАХ ОСНОВАНИИ ТРУБИЗ ГОФРИРОВАННОГО МЕТАЛЛА

1. Температурные расчеты являются приближенными и выполнены для характерных районов БАМа, расположенных в зонах распространения вечномерзлых грунтов. Допускается применять их и для других районов вечной мерзлоты, имеющих аналогичные условия.

2. Температурные расчеты выполнены для следующих условий:

а) примыкающая к трубе территория включает три зоны (см. рисунок):

зона 1 - с ненарушенной естественной поверхностью;

зона 2 - с нарушенной поверхностью, оголенной от растительного и торфяного покрова, расположенная вдоль насыпи;

зона 3 - насыпь без растительного покрова с трубой;

б) фильтрация под сооружением отсутствует; водоток временного действия, несущий расходы только в период половодья;

в) температурные расчеты выполнены для установившегося режима через 15 лет после строительства на момент максимального протаивания грунтов (октябрь).

3. По графику (см. рисунок) определяется расчетная глубина оттаивания грунтов под трубой1 в характерных сечениях ξ1, ξ2, ξ3, в зависимости от среднегодовой температуры воздуха tв.

1Под расчетной глубиной оттаивания грунта под сооружением подразумевается наибольшая глубина, на которую протаивает грунт в указанных выше сечениях через 15 лет после возведения сооружения.

Данные расчеты допускается применять для условий:

температура воздуха среднегодовая tв = -3,7÷-9,4°С;

температура вечномерзлых грунтов t0 = -1÷-3°С;

среднегодовая высота снежного покрова hсн = 0,2÷0,5 м;

грунт деятельного слоя - супесь с влажностью W = 30÷40%;

грунты основания, расположенные ниже деятельного слоя, -любые, включая скалу;

грунты насыпи - несвязные;

ширина зоны 2 с нарушенной поверхностью (см. рисунок) а = 15÷40 м;

диаметр трубы d = l,5÷3 м;

высота насыпи при d = l÷2 м H = 3÷10 м; при d = 2,5÷3 м H = 4÷10 м;

теплоизоляция вокруг труб из пенопласта толщиной 0,1 м, объемной

массой 0,04 т/м3 - для варианта, приведенного на рисунке (в).

4. Расчетная глубина оттаивания под трубой ξ для других показателей, не охваченных условиями п. 3, вычисляется приближенно следующим образом:

а) в зависимости от вида грунта деятельного слоя она определяется по формуле

ξ = ξэ k,

где ξэ - глубина оттаивания эталона, которая находится по графику (см. рисунок); k - поправочный коэффициент.

Графики для определения расчетной глубины протаивания грунтов (ξ1, ξ2, ξ3) в зависимости от среднегодовой температуры tв воздуха ξ = f(tв):

а - труба, продуваемая в зимний период; б - труба, не продуваемая в зимний период, в - труба непродуваемая с теплоизоляцией из пенопласта толщиной 10 см (вокруг трубы); г - схемы размещения исследуемых зон; 1 - tв = -3,7°C (Усть-Кут); 2 - tв = 6,5°C (Тында); 3 - tв = 9,4°С (Чульман); 4 - насыпь; 5 - труба; 6 - ось насыпи

Коэффициент k ориентировочно принимается: для суглинка (влажностью Wс = 30 - 20%) k = 0,9; для песчаных грунтов (влажностью Wс = 15 - 20%) k = l,25 для районов со среднегодовой температурой воздуха, равной или меньшей минус 6,5°С; k = 1,35 для районов со среднегодовой температурой воздуха минус 3,7°С;

б) в случае отсутствия зоны 2 с нарушенной поверхностью (см. рисунок) глубина оттаивания у оголовка трубы ξ2 принимается равной глубине оттаивания под трубой в центре насыпи ξ3.

5. Для ответственных объектов, имеющих сложные мерзлотные условия, сложные конструкцию и эксплуатацию, допускается выполнять индивидуальные теплотехнические расчеты по прогнозу нестационарного температурного поля. В этом случае рекомендуется использовать программу (для трехмерной области ТСЛ-1, разработанную ЦНИИСом.

Приложение 14

(к п. 4.45)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА

Определение удельного сопротивления грунта1 производится с помощью симметричной четырехэлектродной установки (см. рисунок), размещенной в одну линию, которая для проектируемого сооружения должна совпадать с осью трассы, а для уложенного в землю сооружения должна проходить параллельно последнему в 2 - 4 м от него.

1Извлечение из ГОСТ 9.015-74. Измерение электросопротивления следует производить в период дождей или с увлажнением грунта.

Схема для определения удельного сопротивления грунта

Расстояние между питающими электродами (AB) должно находиться в следующих пределах:

2h ≤ AB ≤ 4h,

где h - глубина прокладки подземного сооружения.

Величина удельного сопротивления грунта ρ, Ом·м, определяется по формуле

,

где ΔU - разность потенциалов, измеряемая между приемными электродами MN, В; I - величина тока, протекающего через цепь питающих электродов АВ, А; k - коэффициент, величина которого определяется по формуле

,

где l1, l2, l3 - расстояния между электродами, м.

В качестве четырехэлектродной установки могут быть использованы измеритель заземления МС-08; измеритель заземления М-416; полевой электроразведочный потенциометр ЭП-ПМЭ.

В случае измерения удельного сопротивления грунта прибором МС-08 или М-416 расстояния между электродами принимаются одинаковыми и равными а; сопротивление грунта определяется по формуле:

ρ = 2πaR,

где R - сопротивление по показаниям прибора, Ом.

Приложение 15

(к пп. 5.1; 5.26; 5.56; 5.58; 5.59; 5.72; 6.4)

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИНСТРУМЕНТА,МАШИН, МЕХАНИЗМОВ И ОБОРУДОВАНИЯ

1. Электрический гайковерт ИЭ-3101

Наибольший диаметр резьбы, мм20

Наибольший момент затяжки, кг·см25

Мощность электродвигателя, кВт0,27

Напряжение, В36

Частота тока, Гц200

Габаритные размеры, мм427×138×75

Масса, кг4,4

2. Пневматический гайковерт ИП-3103

Наибольший диаметр резьбы, мм20

Наибольший момент затяжки, кгс·м20

Давление сжатого воздуха, кгс/см25

Расход воздуха, м3/мин0,9

Габаритные размеры, мм214×185×80

Масса, кг2,5

3. Ручной инструмент для монтажа труб (рис. 1)

4. Электротрамбовки

Рис. 1. Ручной инструмент для монтажа труб (отгиб крючка выполнен в плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа):

1 - ключ торцовый (2 шт.); 2 - оправка (2 шт.); 3 - оправка (1 шт.); 4 - ломик (1 шт.); 5 - домир (1 шт.); 6 - ломик (1 шт.); 7 - крючки (4 шт.)

5. Грунтоуплотняющие машины виброударного действия для стесненных условий