До початку сторінка 3 з 9
6. Проверяют возможность сохранения частично-напорного режима согласно рекомендациям п. 2.19.
7. Определяют расчетные подпертые глубины перед трубами в соответствии с рекомендациями п. 2.20.
8. Определяют расходы всех труб данного яруса по формуле
Qяр = QпnТ, (23)
где Qп - расход отдельной трубы данного яруса.
9. Для каждого из расходов, пропускаемых верхним ярусом, определяют полный расход многоярусной трубы путем сложения расходов всех ярусов при соответствующем подпертом уровне.
По указанным данным строятся зависимости Н = f(Q) для труб каждого из ярусов и всей трубы в целом, причем подпертые глубины для труб всех ярусов считают от отметки лотков труб данного яруса.
10. По зависимости Н = f(Q) для многоярусной трубы находят по известному расходу подпертую глубину перед трубой, а затем скорости на выходе из труб. К расчету принимают скорости на выходе из труб нижнего яруса.
3. РАСЧЕТ НИЖНЕГО БЬЕФА ТРУБ В РАВНИННЫХ УСЛОВИЯХ Типы выходных русел 3.1. Согласно рекомендациям, изложенным в настоящей главе, рассчитывают нижние бьефы труб, уложенных с уклонами iT £ 0,03.
3.2. Расчет нижнего бьефа труб заключается в определении скоростей потока на укреплении, выборе типов выходных русел, под которыми понимается комплекс устройств, находящихся за выходными оголовками, определении глубин размыва за укреплениями и назначении их размеров.
3.3. Рекомендуются выходные русла следующих типов:
для районов, расположенных вне зоны вечной мерзлоты, укрепления из бетонных плит или небольших блоков, завершаемые предохранительным откосом с каменной рисбермой согласно типовому проекту укреплений (инв. № 937); обязательным условием для применения укреплений данного типа является устойчивость основания, поэтому их можно назвать недеформируемыми;
для районов вечной мерзлоты - укрепления из каменной наброски, используемые для скоростей потока на выходе из труб до 3,5 м/с, и укрепления, сочетающие наброску с бетонными блоками, для скоростей от 3,5 м/с до 5,5 м/с; укрепление этого типа сохраняет свои защитные свойства даже при деформации основания, и его можно назвать деформируемым.
3.4. В настоящей главе изложены рекомендации по расчету нижних бьефов труб, выходные русла которых имеют укрепления из каменной наброски или каменной наброски и не связанных между собой бетонных блоков. Расчет нижних бьефов гофрированных труб при недеформируемых укреплениях (плитных, блочных или в виде каменного мощения) в равнинных условиях не отличается от расчета труб других типов, и его выполняют в соответствии с рекомендациями «Руководства по гидравлическим расчетам малых искусственных сооружений». Размеры укреплений принимают по «Типовому проекту укреплений русел и откосов насыпей у водопропускных труб» (инв. № 937), 1972.
Выходные русла с укреплениями из каменной наброски 3.5. При расчете выходных русел с укреплениями из каменной наброски исходят из конструкции, приведенной на рис. 17.
Рис. 17. Схема выходных русел с укреплением из каменной наброски
Длину укрепления из наброски принимают равной Lmin = (1,5 ¸ 2)Dэ, где Dэ = 1,13 - эквивалентный диаметр трубы.
Толщину укрепления назначают d = 75 ¸ 80 ом, исходя из глубины заложения трех слоев камня размером a = 25 ¸ 30 см. В конце укрепления устраивается рисберма из камней тех же размеров, что и укрепление,
Глубину размыва, глубину заложения рисбермы hук, объем камня в ней Wк и ширину укрепления определяют расчетом.
3.6. Расчет глубины размыва за трубами выполняют в такой последовательности.
1. Определяют предельную глубину размыва в грунте, слагающем русло:
Dhпр = dмjDэ( )0,5 , (24)
где dм - масштабный коэффициент, значения которого приведены в табл. 4.
Таблица 4
Dэ, м
dм
Dэ, м
dм
1,0
0,85
3,0
0,79
1,25
0,83
4,0
0,77
1,50
0,82
5,0
0,76
2,0
0,81
6,0
0,75
y - коэффициент, учитывающий тип заделки; для укреплений из каменной наброски y = 0,6, для сочетания ее с блоками y = 1,0;
Qк = 1,6 м3/с - эталонный расход;
b - отверстие сооружения; для круглых одноочковых труб принимается равным диаметру сооружения, для многоочковых - сумме отверстий очков, для многоярусных труб - сумме отверстий труб нижнего яруса;
bр - ширина сечения в конце выходного оголовка;
d - расчетный диаметр частиц грунта;
Dэ - эквивалентный диаметр; для одноочковой трубы
Dэ = D, т.е. диаметру трубы; для многоочковых и многоярусных труб
Dэ = . (25)
Здесь nT1, nT2 … nTn, D1, D2 … Dn - соответственно число труб и диаметр их от первого до n-го яруса.
Расчетный диаметр частиц d (в мм) вычисляется по формулам:
для несвязного грунта
d = , (26)
где di - средний диаметр частиц отдельной фракции;
Рi - весовая доля фракции, %;
для связного грунта
d = 4,5(0,15 + Cр), (27)
где Ср - расчетное сцепление грунта, тс/м2, определяемое по данным анализа грунтов.
2. Определяют максимальную глубину размыва (в м) в грунте русла по формуле
Dhmax = hDhпр, (28)
где h - доля предельной глубины размыва за данное время; с некоторым приближением для несвязных грунтов можно принять h = 0,6, для связных h = 0,75.
3. Определяют максимальную глубину размыва (в м) в руслах с каменной наброской
Dhmax(н) = Dhпр + Аdн , (29)
где dн - средний диаметр частиц каменной наброски;
- объем каменной наброски на единицу ширины укрепления, м3/м;
А - коэффициент; в выходных руслам с каменной наброской А = 0,5; при наличии бетонных блоков А = 0,13.
При определении объема наброски и рисберме следует исходить из условия, что глубина размыва Dhmax(н) равна глубине заложения рисбермы, обрушение рисбермы происходит с откосом 1:2, а низовой откос имеет крутизну 1:1,5. При этом если глубина заложения рисбермы hук, а форма поперечного сечения треугольная, то = 1,75 h2ук. Глубину заложения рисбермы находят из уравнения
h3ук - Mh2ук - N = 0, (30)
где М = Dhпр и N = 0,0715 Dhmax.
3.7. Расчет размеров укреплений в плане выполняют следующим образом:
длину укрепления назначают L = (1,5 ¸ 2,0)Dэ;
ширину укрепления у подошвы насыпи принимают равной ширине оголовка на выходе с запасом 1,5 м в каждую сторону;
ширину укрепления остальной его части определяют, учитывая ширину растекания (на всей длине укрепления, кроме концевой части) и ширину воронки размыва (в концевой части укрепления).
Ширину растекания (в м) вычисляют по формуле
Враст = b , (31)
где х - расстояние от конца оголовка до рассматриваемого створа;
n = 0,78 + 0,36 lg . (32)
Минимальную ширину укрепления (в м) в конце его определяют по формуле
Вmin = Dhmax, (33)
где К - коэффициент, определяемый по графику (рис. 18).
Рис. 18. График для определения коэффициента К
Выходные русла с укреплениями из каменной наброски и бетонных блоков 3.8. Укрепления этого типа (рис. 19) состоят из не связанных между собой блоков размером 1,0´1,0´0,4 м, расположенных на ширине растекания потока и каменной наброски, укладываемой в водоворотной зоне и концевой части.
Размеры блоков, приведенных к шару, определяют по формуле
dн = , (34)
где dн - диаметр элемента, приведенного к шару, м.
Укрепление из бетонных блоков устраивают однослойным. Исключение составляет лишь концевая часть, где число рядов блоков по вертикали определяется глубиной размыва. Блоки укладывают на каменную наброску, глубина заложения которой на всей ширине укрепления равна 75 - 80 см (соответствует толщине трех слоев наброски).
Концевая часть укрепления выполняется в виде вертикальной стенки, состоящей в плане из одного ряда бетонных блоков. Число рядов блоков по вертикали зависит от глубины вероятного размыва. Суммарная высота блоков не должна быть меньше этой глубины.
Рис. 19. Схема выходных русел с укреплением из бетонных блоков:
1 - каменная рисберма; 2 - каменная наброска (dн = 25 ¸ 30 см); 3 - бетонные блоки
За стенкой сооружается рисберма трапецеидальной формы глубиной hук = Dhmax(н).
Расчет размыва в выходных руслах этого типа можно выполнять в соответствии с рекомендациями, изложенными в п. 3.6, введя в них некоторые коррективы. В формуле (29) коэффициент А = 0,13, в формуле (30) коэффициент N = 0,0186Dh2max, а коэффициент М принимается тот же, что и при расчете выходных русел с укреплениями из одной наброски.
В соответствии с изложенными рекомендациями были определены размеры укреплений в выходных руслах указанных типов. В табл. 5 приведены основные размеры укреплений из каменной наброски и соответствующие им предельные значения расчетных Qр и наибольших Qmax расходов при скорости течения на выходе из труб Vвых £ 3,5 м/с. В табл. 6 приведены размеры укреплений из бетонных блоков каменной наброски при Vвых £ 5,5 м/с.
Таблица 5
Отверстие
Расход, м3/с
Длина укрепления, м
Ширина укрепления, м
Глубина заложения концевой части укрепления hук, м
D, м
Число очков
Qp
Qmax
L
l
В1
Вmin
1,5
1
1,3
-
2,25
2,80
4,5
6,0
0,80
1,8
-
2,80
6,7
0,80
2,2
-
2,80
6,9
0,80
-
3,0
2,80
7,8
0,80
-
3,7
2,80
8,3
0,80
2
2,6
-
3,2
2,80
6,0
8,2
0,80
3,6
-
2,80
8,8
0,80
4,4
-
2,80
9,0
0,80
-
6,0
2,80
9,9
0,80
-
7,4
2,80
10,3
0,80
3
3,9
3,9
2,80
7,5
9,9
0,80
5,4
-
2,80
10,2
0,80
6,6
-
2,80
11,1
0,80
-
9,1
2,80
11,5
0,80
11,1
2,80
12,1
0,85
2,0
1
2,7
-
3,0
2,80
5,0
8,5
0,80
4,5
-
2,80
9,5
0,80
-
6,0
3,00
10,6
0,85
-
7,5
3,30
11,2
0,95
2
5,4
-
4,2
2,80
7,0
11,3
0,80
9,0
-
2,80
12,4
0,80
-
12,0
3,30
13,6
0,95
-
15,0
3,70
14,2
1,05
3
8,1
-
5,2
2,80
9,0
13,4
0,80
13,5
-
3,00
14,8
0,85
-
18,0
3,70
15,8
1,05
-
22,5
4,00
16,5
1,15
3,0
1
3,5
-
4,5
2,80
6,0
11,5
0,80
6,7
-
2,80
12,4
0,80
-
10,0
3,0
13,5
0,85
-
16,9
3,70
16,0
1,05
2
7,0
-
6,3
2,80
9,0
15,8
0,80
12,4
-
2,80
16,3
0,80
-
20,0
3,15,0
17,8
0,90
-
33,8
4,00
20,0
1,15
3
10,5
-
7,8
2,80
12,0
18,4
0,80
20,1
-
3,00
20,1
0,65
-
30,0
3,50
20,9
1,00
-
50,7
4,75
24,1
1,35
Таблица 6
Отверстие
Расход, м3/с
Размеры укрепления в плане, м
Концевая часть укрепления
Объем камня в рисберме на 1 м ширины укрепления , м3/м
D, м
число очков
длина, м
ширина
глубина заложения укрепления, м
число рядов блоков
В1
Вmin
1,5
1
3,0
3,0
5,0
9,0
0,80
2
1,12
4,0
3,0
5,0
10,0
0,80
2
1,12
5,0
3,0
5,0
11,0
0,80
2
1,12
6,0
3,0
5,0
11,0
0,80
2
1,12
2
6,0
3,0
8,0
10,0
0,80
2
1,12
8,0
3,0
8,0
14,0
0,80
2
1,12
10,0
3,0
8,0
12,0
0,80
Побачили розбіжність з офіційним текстом?