Рис 4. Определение уровней воды, соответствующих максимальным расходам требуемой вероятности превышения.

3. Определение отверстия моста.

3.1. Определение пределов варьирования отверстия моста

Ширина русла Вр, м, в месте расположения мостового перехода определяется по карте с учетом масштаба карты В_р. = 225 м.

Далее определяется ширина устойчивого русла В_р.уст , м, которая при выполнении курсовой работы может быть принята равной ширине русла В_р.

В_р.уст = В_р. = 225 м.

Для большинства мостовых переходов через равнинные реки рациональная величина отверстия моста Lм находится в диапазоне

В_р.уст ≤ Lм ≤ Вр.уш.

где В_р.уст – ширина устойчивого русла, м;.

В_р.уш – размер уширенного русла, м, определяется по формуле:

где Q – расчетный расход воды, м³/с, в створе перехода, проходивший в естественных (бытовых) условиях в речной долине, в рассматриваемом примере расчетный расход – расход, определенный с вероятностью превышения 1% , т.е. Q = м³/с;

Q_р.б. – расчетный расход воды, м³/с, в створе перехода, проходивший в бытовых условиях в русле;

x – показатель степени, принимаемый равным 0,5 для несвязных и 0,6 для связных грунтов. В курсовой работе грунт русла реки задается несвязный, поэтому в расчете принимается x = 0,5.

Величина расчетного расхода, приходящаяся на русловую часть морфоствора Qр.б., определяется путем распределения расчетного расхода Q между выделенными участках морфоствора.

Расчетному расходу Q_1% = м³/с соответствует расчетный уровень воды в створе мостового перехода РУВВ_1% = 471,77 м. При РУВВ_1% = 472,10 м площади живого сечения участков морфоствора в месте расположения мостового перехода составляют:

• правой поймы ω_пп = 1198,2 м²;

• левой поймы ω_лп = 685,86 м²;

• русла ω_р = 2094,75 м².

Для каждого j-го участка морфоствора (в рассматриваемом примере на морфостворе выделено 3 участка (русло, правая и левая поймы), следовательно, j = 3) вычисляется расходная характеристика kj по формуле:

,

где ω_j – площадь живого сечения, м², j-го участка морфоствора;

– средняя глубина, м, на j-м участке морфоствора, определяемая по формуле:

где b_j – ширина разлива воды, м, в пределах соответствующего участка морфоствора при РУВВ;

С_j – коэффициент Шези для j-го участка морфоствора, вычисляемый по формуле Н.Н.Павловского:

где n_j – коэффициент шероховатости j-го участка морфоствора,

y_j – показатель степени для j-го участка морфоствора, принимаемый в зависимости от коэффициента шероховатости и средней глубины . При выполнении курсовой работы для всех пойменных участков морфоствора принимается значение y = 0,3, а для руслового участка y = 0,2.

Все полученные значения записываются в таблицу.

Распределение расчетного расхода в створе мостового перехода.

Распределение расхода между участками морфоствора начинается с выделения части расхода проходящего через русло:

где m – число выделенных на морфостворе частей живого сечения без учета главного русла. В рассматриваемом примере m = 2 (два участка - правая и левая поймы).

м³/с.

Расход, проходящий через любую другую j-ю часть живого сечения:

Расход, проходящий через левую пойму составит:

м³/с.

Расход, проходящий через правую пойму составит:

м³/с.

Вычисленное значение расхода воды в русле Q_р соответствует расходу Q_р.б. , проходящему в бытовых условиях в русле реки в створе мостового перехода, т.е. Q_р.б. = Q_р = 9118,36 м³/с.

Размер уширенного русла, вычисленный по формуле:

Таким образом, отверстие моста Lм, м, назначается в диапазоне

225 ≤ Lм ≤ 251.

В качестве искомого отверстия моста Lм = 251 м.

3.2. Определение схемы моста

Река на участке пересечения относится к водному пути 6 класса, следовательно, при выборе схемы моста необходимо обеспечить подмостовой габарит основного судоходного пролета шириной 60 м, а подмостовой габарит смежного с ним судоходного пролета – 40 м.

Выбирается следующая схема моста:

110,0 + 110,00 + 110,0

− 3 сборных металлических пролетных строения с решетчатыми главными несущими фермами с треугольной решеткой с ездой понизу на железобетонных безбалластных плитах расчетными пролетами 110 м

Общая длина моста:

111,09 *3= 333,27 м.

Ширина опор по фасаду определяется при расчете опор, а в курсовой работе может быть принята:

• для опор русловых пролетов - 10 – 11 м;

• для опор находящихся на пойме - 3 – 4 м.

Сумарная ширина опор:

2 х 10,00+2 х 4 =28,00 м.

Отверстие моста Lм 333,27 – 28,00 = 305.27 м (251 м – потребное отверстие моста определенное ранее).

При размещении отверстия моста относительно живого сечения реки в створе перехода, отверстие смещают в сторону поймы, пропускающей больший расход.

4. Определение величины расчетного судоходного уровня

При проектировании мостового перехода через судоходные реки важнейшей задачей является определение расчетного (высокого) судоходного уровня воды (РСУ).

Принятая отметка РСУ непосредственно влияет на высоту моста в пределах судоходных пролетов. От нее отсчитывают надводную высоту подмостового габарита. Кроме того, РСУ оказывает косвенное влияние на положение по высоте пойменных пролетов моста, а также на высоту насыпей подходов на некотором их протяжении. В результате, чем выше отметка РСУ, тем больше стоимость мостового перехода.

С другой стороны, от принятой отметки РСУ зависит режим навигации на данной реке: чем выше РСУ, тем благоприятнее условия для судоходства.

Допустимая продолжительность t определяется по формуле:

где k – коэффициент допускаемого снижения продолжительности физической навигации, k = 2%, т.к. река относится к водным путям 6 класса;

T – расчетная продолжительность навигации, Т = 150 сут.

РСУ= 470 м.

Минимальная отметка проектной линии в пределах судоходных пролетов определяется по формуле:

где РСУ – отметка расчетного судоходного уровня,

H – высота подмостового габарита, м

с – строительная высота от подошвы рельсов, 1,69 м,

d – расстояние, м, от бровки земляного полотна до подошвы рельса, которое зависит от верхнего строения пути, 0,75 м;

4