Головна

Гідравлічний розрахунок дорожніх канав

  1.  D.1.1 Розрахунковий опір болтів зрушенню
  2.  D.1.2 Розрахунковий опір болтів розтягуванню
  3.  E.2 Моделі спрощеного розрахунку
  4.  I. Розрахунок очікуваного чистого операційного доходу.
  5.  I Розрахунок витрат для визначення повної собівартості вироби (роботи, послуги), визначення рентабельності його виробництва
  6.  I. Розрахунок основного магістрального насоса
  7.  I. Розрахунки за рівняннями реакцій

Дорожні канави розраховують за рівнянням рівномірного руху рідини. Якщо довжина канави (звичайного кювету) невелика, то розрахунок ведуть по одному значенню витрати, фактично який хоче тільки до замикаючому перетину розрахункового ділянки. При великій довжині канав (наприклад, у горішніх) або при великій площі, з якої вода стікає до канави, доцільно ділити її на ряд конструктивних ділянок по довжині і розраховувати кожну ділянку на своє значення витрати.

Площа, з якої стікає вода в низовий кювет довжиною L, Визначають як половину ширини дороги. До верхового кювету вода стікає не тільки з половини ширини дороги, а й може притікати з простору до нагірної канави, а при її відсутності - з деякою плошали, вододільні лінії якої можуть бути знайдені за планом в горизонталях. Для розрахунку більш небезпечного зливового стоку до канавах використовують формулу (15.4) повного стоку (в зв'язку з малістю площ басейнів).

Типи укріплень канав вибирають на підставі результатів гідравлічних розрахунків. Зазвичай при ухилі дна 5-10 ‰ канаву влаштовують без укріплення. При великих ухилах приймають такі типи укріплень: при ухилах дна від 10 до 30 ‰ - засів трав, одерновка або щебневаніе; від 30 до 50 ‰ - бетонні плити або мощення; при ухилах більше 50 ‰ - енергію потоку гасять пристроєм спеціальних споруд - перепадів і швидкотоків (див. розд. 15.6). Крім зазначених типів укріплень використовують також глинобетон, оброблений в'яжучими матеріалами грунт, а також останнім часом стали використовувати асфальтобетон.

Одерновку плазом і в стінку застосовують для зміцнення укосів. Дно зміцнюють одернуванням тільки при ширині канави більше 1 м (рис. 15.9, а). При ширині менше 1 м дно зміцнюють щебенем, великим гравієм, доменним шлаком з утрамбованіем. Товщину шару щебеню приймають 8-10 см. Дерн (для зміцнення одернуванням плазом) повинен бути свіжий луговий щільний. Торф'яної і болотний дерен непридатний. Забороняється застосовувати дернини поламані, з порушеною кореневою системою. Розмір штучних дернин повинен бути не менше 20'25 см, товщина дерну 6-8 см. Дернини укладають з перев'язкою швів. При зміцненні одернуванням в стінку (з обов'язковим перекриттям всіх швів) дернина повинна перекривати сусідню дернину з кожної сторони не менше ніж на 6-8 см. У посушливих районах і в особливо сухих місцях одерновка плазом і в стінку не допускаються. Слід мати на увазі, що зміцнення одернуванням вимагає великих затрат ручної праці.

Мощення (рис. 15.9. Б) виконують каменем висотою 12-14, 14-16 і 16-18 см.

Мал. 15.9. Зміцнення канав:
 а - дерном (дно - щебенем); б - науковістю;
 1 - щебінь; 2 - дерен; 3 - підготовка під мощення; 4 - камінь

При піщаних і супіщаних грунтах обов'язкове укладання між грунтом і кам'яним науковістю шару глини товщиною 10-15 см. Мощення виконують на шарі сіна, моху, соломи або щебеню. Камені при влаштуванні зміцнення повинні бути укладені щільно, стусаном, з ретельним заповненням проміжків щебенем і утрамбовкой. Укладання окремих каменів плазом не допускається. Зміцнення кам'яним науковістю також погано піддається індустріалізації і механізації будівельних робіт.

Для пристрою глінобетона укріплень застосовують глинобетон з м'якої жирної глини з щебенем з природного каменю або цегли. Товщина глінобетона зміцнення повинна становити 25 см в районах з помірним кліматом і 15 см в південних районах. Допустимі швидкості течії води для глінобетона укріплень приймають як для щільної твердої глини. Шар глінобетона можна успішно застосовувати в якості підстави для одиночної бруківці при супіщаних грунтах зміцнює русла.

Зміцнення грунтів шляхом обробки їх в'яжучими (парафінистої нафтою, мазутом, нафтовими залишками, рідким бітумом, дьогтем і т.д.) доцільно застосовувати при будівництві доріг на піщаних і супіщаних грунтах. Товщину обробленого шару ґрунту слід приймати в межах від 5 до 10 см. Обробку ведуть методом змішування. При товщині грунту 5 см, обробленого органічними в'яжучими, допускаються швидкості течії до 1 м / с, а при товщині 10 см - до 5 м / с.

Зміцнення одернуванням і науковістю дуже занадто багато роботи. У зв'язку з цим все більш широке поширення набувають індустріальні типи укріплень або прийоми, піддаються механізації, наприклад, засівши трав за підготовленим грунту замість дернування. При великих швидкостях течії можна застосовувати заливку худим бетоном (на низьких марках цементу) за підготовленим щебеневій шару. Особливо широко застосовують облицювання у вигляді бетонних плит розміром 50'50'8 см. В останні роки все більш широке застосування при виробництві укріплювальних робіт став знаходити асфальтобетон.

Вибір того чи іншого типу зміцнення канави залежить від швидкості протікання води, призначення канави і наявності місцевих матеріалів. Тип зміцнення вибирається по табл. 15.3, 15.5 і 15.6. Швидкість течії води визначають за формулою Шезі-Маннинга:

де (15.7)

R - Гідравлічний радіус, м;

I - Ухил дна канави, ‰;

С- Коефіцієнт Шезі;

п - Коефіцієнт шорсткості (табл. 15.11).

Таблиця 15.11.

коефіцієнти шорсткості п

 зміцнення  значення п  зміцнення  значення п
 Засів травою або одерновкаМощеніе  0,0250,020  Бетонні плітиНеукрепленние канави  0,0170,030

для обчислення С = R1/6n-1 можна використовувати графік (рис. 15.10).

Гідравлічні елементи трапецеїдальних канав можуть бути знайдені за такими залежностями:

а) площа перетину потоку

де (15.8)

b - Ширина канави по дну, м;

h - Глибина води, дещо менша, ніж повна глибина канави (приблизно на 0,2 м);

т1 и т2 - В загальному випадку не рівні показники крутизни укосів канав;

б) змочений периметр

 (15.9)

Мал. 15.10. Графік для визначення коефіцієнта Шезі

при b = 0 наведені вище формули будуть справедливі для трикутного поперечного перерізу канав;

в) гідравлічний радіус

R = w/c (15.10)

Найбільш часто зустрічаються два завдання розрахунку:

1-я задача. Визначити пропускну спроможність канави при заданій її глибині hкан, Відомих матеріалі зміцнення стінок і ухилі. У цьому випадку розрахунок зводиться до визначення допустимої глибини води в канаві (hкан - z), Де z - Запас по якомусь заданому умові або 0,2 м; потім за формулами (15.8), (15.9), (15.10) визначають гідравлічні елементи потоку, за формулою (15.7) знаходять швидкість і обчислюють пропускну здатність канави Q = wv.

2-я задача. Визначити глибину наповнення канави, знаючи її ухил, витрата; підібрати тип зміцнення. Завдання вирішується послідовними наближеннями, так як швидкість течії залежить від шорсткості, а шорсткість відповідає типу зміцнення, що призначається за швидкістю течії.

Рекомендується графоаналитического рішення, яке зводиться до побудови графіка

Ставлячи кілька значень глибини, обчислюють R за формулами (15.8), (15.9), (15.10), а потім функції R2/3 и wR2/3 і будують графік (рис. 15.11).

Мал. 15.11. Графіки до розрахунку канав

Відкладаючи на осі абсцис значення Аn при різних п (Що відповідають різним типам укріплень), де , Отримують глибину і відповідні їм функції R2/3. Потім обчислюють швидкості за отриманими глибин наповнення за формулою (15.7) і перевіряють відповідність їх прийнятим типам укріплень.



 Визначення обсягів і витрат зливових і талих вод з малих водозборів |  Гідравлічний розрахунок отворів малих мостів і труб

 Визначення руйнівного навантаження для плит цементобетонного покриття |  Визначення напружень в цементобетонному покритті за прогинами, виміряним в натурі |  Визначення еквівалентного модуля пружності і коефіцієнта поперечної деформації багатошарової основи під жорстким дорожнім покриттям |  температурні напруги |  Стійкість плит бетонних дорожніх покриттів при підвищенні температури |  Міцність при посиленні жорстких покриттів шаром асфальтобетону або цементобетона |  Стійкість проти випирання асфальтобетонного шару на цементобетонному підставі |  Стійкість положення плити з вільними краями при навантаженні від транспортних засобів |  Система поверхневого і підземного дорожнього водовідводу |  Норми допустимих швидкостей течії води |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати