Курсовой проект - Реконструкция автомобильной дороги - файл n1.docx

приобрести
Курсовой проект - Реконструкция автомобильной дороги
скачать (218.6 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.docx219kb.10.06.2012 10:09скачать

n1.docx

Введение
Курсовой проект на реконструкцию автомобильной дороги в Усть-Абаканском районе Республики Хакасия участок км 0+000 – км 2+675 IV технической категории.

В данном проекте необходимо:

- составить описание существующей автомобильной дороги;

- произвести технико-экономическое сравнение вариантов реконструкции;

- построить продольный профиль для выбранного варианта;

- построить поперечные профили земляного полотна;

- проверить расчетами на прочность и морозоустойчивость существующую конструкцию дорожной одежды и, при необходимости, рассчитать новую конструкцию;

- составить описание технологии устройства дорожной одежды, включая расчет машинно-дорожного отряда;

- составить организацию реконструкции дорожных искусственных сооружений;

- составить описание технологии устройства объездной дороги и обустройства мест производства работ.
1 Анализ исходных данных
1.1 Природные условия района проектирования
1.1.1 Климат
Климатическая характеристика района приводится по данным из таблиц СНиП 23-01-99* «Строительная климатология».

Дорожно-климатичекая зона – III.

Климат на территории района строительства резко континентальный, с присущими сильными колебаниями температур воздуха в течение года. Зима продолжительная (средняя температура января -25,5 °С), лето короткое и жаркое (средняя температура июля +19,5 °С). Длительность периода с температурой более +10 °С составляет 123 дня. В среднем в год выпадает 322 мм осадков, основная часть – летом. Снежный покров устанавливается в начале ноября и сходит к концу марта.

Необходимые для расчетов и проектирования дороги данные приведены в ведомости климатических показателей (табл. 1).
Таблица 1 – Ведомость климатических показателей





Показатель

Ед. изм.

Величина

1.

Абсолютная температура воздуха

минимальная

максимальная

°С

- 47

38

2.

Средняя температура наружного воздуха наиболее холодной

°С


- 41

- 40

пятидневки вероятностью

0,98

0,92

3.

Преобладающее направление ветра за

декабрь - февраль

июнь - август




ЮЗ

С

4.

Максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь

м/с

6,5

5.

Минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль

м/с

4,3

6.

Средняя месячная относительная влажность воздуха

%


79

68

наиболее холодного месяца

наиболее теплого месяца

7.

Количество осадков за

ноябрь - март

апрель - октябрь

мм

40

282

8.

Расчетная толщина снежного покрова обеспеченностью 5%

м

52




Таблица 2 – Средняя месячная и годовая температура воздуха

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Год

-25,5

-18,5

-8,5

2,9

10,5

17,3

19,5

16,4

9,9

1,6

-9,5

-17,9

0,3


Рисунок 1 – Роза ветров района за январь

Рисунок 2 – Роза ветров района за июль
e:\оля\v курс\эксплуатация\дорклимграф.png
Рисунок 3 – Дорожный климатический график
1.1.2 Рельеф
Рельеф в районе проектирования относится к равнинному, с перепадами отметок от 35,0 м до 63,0 м. Район представляет собой низменность со средней отметкой 49,0 м и общим уклоном на северо-восток.
1.1.3 Инженерно-геологические и гидрологические условия
Грунтовые условия представлены супесью легкой и песком пылеватым, находящимися преимущественно в маловлажном состоянии.

Основными водотоками являются река Везер, протекающая в восточной части района и впадающая в нее с западной стороны река Оспер.
1.1.4 Заключение по природным условиям
В целом природные условия района проектирования можно признать благоприятными. Говорить об этом позволяет спокойный рельеф, благоприятные грунтовые условия, невысокие скорости ветра и малое количество осадков. Элемент сложности вносит резко-континентальный климат с его значительным перепадом температур.


1.2 Описание существующей дороги
Существующая автомобильная дорога IV технической категории км 0+000 – км 2+675 имеет две полосы движения.

Интенсивность составляет 497 авт/сут.

Расчетная приведенная интенсивность движения на двадцатилетнюю перспективу (2030 год) составила 2729 авт/сут.

Трасса имеет два угла поворота: ПК 5+00 с радиусом 800 м и ПК 19+25 с радиусом 1000 м, оба направо.

Продольные и поперечные уклоны, радиусы вертикальных кривых и расстояние видимости соответствуют нормативным для IV технической категории по СНиП 2.05.02-85*.

Ширина проезжей части составляет 6 м, ширина обочины – 2 м, в т.ч. 0,5 м укрепленной полосы.

Земляное полотно сложено из полускальных алевролитов.

Конструкция существующей дорожной одежды показана на рис. 4.
e:\оля\v курс\реконструкция\констр до.png
Рисунок 4 – Конструкция существующей дорожной одежды
Искусственные сооружения на существующей автомобильной дороге представлены двумя водопропускными трубами диаметром 2,0 м на ПК 9+17 и ПК 18+50, находящимися в хорошем состоянии.

В соответствии с расчетной приведенной интенсивностью движения и требованиям СНиП 2.05.02-85* требуется реконструкция существующей автомобильной дороги IV технической категории в III техническую категорию.
Основные технические параметры проектируемой автомобильной дороги III технической категории:

- число полос движения

– 2;

- расчетная скорость, км/час

– 100;

- ширина земляного полотна, м

– 12;

- ширина проезжей части, м

– 7.0;

- ширина обочины, м

– 2.5.



2 Реконструкция автомобильной дороги
2.1 Технико-экономическое сравнение вариантов проектирования
На карте 2 (приложение 1) первый вариант реконструкции трассы обозначен красным цветом. Трасса проложена методом тангенсов и имеет два угла поворота: ПК 5+00 с увеличением существующего радиуса поворота с 800 м до 1000 м и ПК 19+25, совпадающий с существующим закруглением. На протяжении участков ПК 2+40 – ПК 8+20, ПК 18+30 – ПК 21+70 и ПК 23+60 – 25+70 трасса проходит через лес. Длина первого варианта реконструированной трассы составляет 2635 м.

На карте 3 (приложение 1) второй вариант реконструкции трассы обозначен синим цветом. Трасса проложена методом тангенсов и имеет два угла поворота: ПК 5+00 с увеличением существующего радиуса поворота с 800 м до 1000 м и ПК 17+50 с уменьшением угла поворота и увеличением радиуса, по сравнению с существующей автомобильной дорогой, с 47° до 40° и с 1000 м до 2210 м соответственно. На протяжении участков ПК 2+00 – ПК 8+00, ПК 19+50 – ПК 20+40 и ПК 22+30 – 24+90 трасса проходит через лес. Длина второго варианта реконструированной трассы составляет 2550 м.
Таблица 3 – ТЭС вариантов проектирования

Показатели

Ед. изм.

I

II

Преимущ.

I

II

1. Длина трассы

м

2635

2550

-

+

2. Коэффициент укорачивания трассы

-

1,015

1,049

-

+

3. Суммарная протяженность участков, использующих существующее земляное полотно

м

1800

250

+

-

4. Средняя величина угла поворота

рад/м

6,23·10-4

5,95·10-4

-

+

5. Средняя величина радиуса

м

1000

1605

-

+

6. Суммарная протяженность пересекаемых трассой участков:

- лесов

- болот

- сельскохозяйственных угодий

- населенных пунктов

м

м

м

м

1130

0

0

0

950

0

0

0

-

+

7. Протяженность участков местности с уклоном до 30‰

м

2635

2550

=

=

8. Протяженность участков местности с уклоном > iдоп = 50‰

м

0

0

=

=

9. Протяженность участков местности по косогору с уклоном > 100‰

м

0

0

=

=

10. Число искусственных сооружений на водотоках:

- больших и средних мостов

- малых мостов и труб

шт.

шт.

0

2

0

2

=

=

11. Число пересечений с а/д

шт.

0

0

=

=

12. Число пересечений с ж/д

шт.

0

0

=

=


2.2 Продольный профиль для выбранного варианта реконструируемой трассы
2.2.1 Обоснование руководящих отметок и контрольных точек
Руководящие отметки для трех типов местности по увлажнению определены по СНиП 2.05.02-85*.

Руководящая отметка для первого типа местности по увлажнению:
где hсн – расчетная толщина снегового покрова пятипроцентной обеспеченности, hсн = 0,61 м;

?h – возвышение бровки насыпи над уровнем снежного покрова, для III категории ?h = 0,6 м;

bоб – ширина обочины, bоб = 2,5 м;

bпр – ширина проезжей части, bпр = 7 м;

iоб – уклон обочины, iоб = 40‰;

iпр – уклон проезжей части, , iпр = 20‰.

Руководящая отметка для второго типа местности по увлажнению:
где h1норм – возвышение поверхности покрытия над поверхностью земли, h1норм = 1,4 м.

Руководящая отметка для третьего типа местности по увлажнению:
где h3норм – возвышение поверхности покрытия над уровнем поверхностных вод, h3норм = 1,45 м;

hпв – толщина слоя воды над поверхность земли, hпв = 0,18 м.

Минимальные высоты насыпи над водопропускными трубами определены по следующей формуле:

Нmin = Нз + d + ? + ?, где

Нз – отметка земли;

d – диаметр трубы, d = 2,0 м;

? – толщина звена трубы, ? = 0,16 м;

? – толщина засыпки, ? ? 0,5 м.
Таблица 4 – Ведомость контрольных точек



ПК

h, м

Тип

1

0+00

43,43

Начало трассы

2

8+63

56,23

? (труба)

3

18+25

52,25

? (труба)

4

26+35

45,92

Конец трассы


2.2.2 Описание проектной линии
Положение проектной линии в профиле назначается по контрольным точкам над искусственными сооружениями, отметками начала и конца участка и из условий снегонезаносимости.
Основные технические показатели продольного профиля:

- наибольший продольный уклон, ‰

– 29;

- максимальная высота насыпи, м

– 3,57;

- максимальная глубина выемки,

– выемки отсутствуют;

- минимальный радиус выпуклой кривой, м

– 10 000;

- минимальный радиус вогнутой кривой, м

– 8 800.


2.3 Проектирование поперечных профилей
Поперечные профили проектируются в соответствии со СНиП 2.05.02-85*.

Поперечный уклон проезжей части при двускатном поперечном профиле составляет 20‰. На закруглениях устраиваются виражи (отгон 120 м для первого и 140 м для второго) с поперечным уклоном 30‰.

Поперечный уклон обочин составляет 40‰.

Чертежи типовых поперечных профилей – см. приложение 3.

Земляное полотно досыпается к существующему из супеси легкой.

Требуемый коэффициент уплотнения насыпи – 0,98, согласно СНиП 2.05.02-85*.

2.4 Расчет конструкции дорожной одежды
2.4.1 Проверка существующей дорожной одежды на прочность
Исходные данные:

- дорога располагается в III дорожно-климатической зоне;

- расчетный срок службы дорожной конструкции – 15 лет (Приложение 6, табл. П.6.4);

- приведенная к нагрузке типа А (Прил. 1 табл. П.1.1, ОДН 218.046-01 здесь и далее, до конца расчета дорожной одежды) интенсивность движения на конец срока службы составляет 2729 авт/сут; приращение интенсивности q = 1,06;

- грунт рабочего слоя земляного полотна – полускальный алевролит;

- материал для нижнего слоя основания – щебеночная смесь С-6;

- материал для верхнего слоя основания – щебень, обработанный битумом методом смешения на дороге;

- материал покрытия – плотная м/з а/б смесь типа Б, марки II;

- толщина дорожной одежды составляет 0,21 м;

- схема увлажнения рабочего слоя земляного полотна – II.
Расчет на прочность

1. . Величину Np приведенной интенсивности на последний год срока службы определяют по формуле (3.5):



где fпол – коэффициент, учитывающий число полос движения и распределение движения по ним, определяемый по табл. 3.2, fпол = 0,55;

n – общее число различных марок транспортных средств в составе транспортного потока, n = 5;

Nm – число проездов в сутки в обоих направлениях транспортных средств m-й марки;

Sm cум – суммарный коэффициент приведения воздействия на дорожную одежду транспортного средства m-й марки к расчетной нагрузке Qрасч = 50 кН, определяемый в соответствии с Приложением 1.







Nm

Sm cум

Легковые авт-ли

61 %

1664,69

0,005

Грузовые 6 т

8%

218,32

0,7

Грузовые 8 т

6%

163,74

0,7

Грузовые 10 т

10 %

272,9

1,25

Автопоезда

15 %

409,35

1,5


Вычисляем суммарное расчетное количество приложений расчетной нагрузки за срок службы по формуле (3.7):

,

где Np – приведенная интенсивность на последний год срока службы, авт/сут;

Трдг – расчетное число расчетных дней в году, соответствующих определенному состоянию деформируемости конструкции (определяемое в соответствии с приложением 6), Трдг = 140 дней;

kn – коэффициент, учитывающий вероятность отклонения суммарного движения от среднего ожидаемого (табл. 3.3), kn = 1,38;

Кс – коэффициент суммирования (см. Приложение 6, табл. П.6.5) определяют по формуле:



где Тсл – расчетный срок службы;


2. Определение расчетной влажности грунта рабочего слоя (Прил. 2).

В существующей автомобильной дороге предусмотрен капилляропрерывающий слой под насыпью, защищающий грунт земляного полотна от увлажнения грунтовыми водами, поэтому расчет рабочего слоя ведется как для суглинка легкого.

Расчетную влажность дисперсного грунта Wp (в долях от влажности на границе текучести Wm) при суммарной толщине слоев дорожной одежды Z1  0,75 м определяют по формуле:



где – среднее многолетнее значение относительной (в долях от границы текучести) влажности грунта, наблюдавшееся в наиболее неблагоприятный (весенний) период года в рабочем слое земляного полотна, отвечающего нормам СНиП по возвышению над источниками увлажнения, на дорогах с усовершенствованными покрытиями и традиционными основаниями дорожных одежд (щебень, гравий и т.п.), и при суммарной толщине одежды до 0,75 м, определяемое по табл. П.2.1 в зависимости от дорожно-климатической зоны и подзоны (рис. П.2.2), схемы увлажнения земляного полотна и типа грунта, = 0,63 Wт;

– поправка на особенности рельефа территории, устанавливаемая по табл. П.2.2, =0;

– поправка на конструктивные особенности проезжей части и обочин, устанавливаемая по табл. П.2.3, = 0,08;

3 – поправка на влияние суммарной толщины стабильных слоев дорожной одежды, устанавливаемая по графику рис. П.2.1, 3 = 0;

t – коэффициент нормированного отклонения, принимаемый в зависимости от требуемого уровня надежности по табл. П.4.2 Приложения 4, t = 2,19.

Район проектирования принадлежит дорожно-климатической подзоне III1.

3. Расчет конструкции в целом по допускаемому упругому прогибу

Величину минимального требуемого общего модуля упругости конструкции вычисляют по эмпирической формуле:

Еmin = 98,65·[lg() - c],

где с – эмпирический параметр, принимаемый равным для расчетной нагрузки на ось 100 кН - 3,55 (п. 3.25).

Еmin = 98,65·[lg(1 457 861) – 3,55] = 257,843 МПа.

Коэффициент требуемой прочности для расчета по допускаемому упругому прогибу (табл. 3.1).
Модули упругости материалов принимаем по таблицам Приложения 3.

Расчет ведем послойно, начиная с грунта рабочего слоя, по номограмме рис. 3.1:

1)

По табл. П.1.1 р = 0,6 МПа, D = 0,37 м.

;

; Еобщ = 0,25·240 = 60 МПа.

2) ;

;

; Еобщ = 0,215·350 = 75,25 МПа.

3) ;

;

; Еобщ = 0,137·3200 = 438,4 МПа.
Таблица 5

Материал слоя

hi, см




Ei, МПа







Еобщ, МПа

пл. а/б т. Б, м. II на БНД 60/90

5

0,135

3200

0,137

0,0235

438,4

щебень, обр-й битумом смешен. на дороге

7

0,189

350

0,215

0,1714

75,25

щебеночная смесь С-6

9

0,243

240

0,25

0,1858

60

рабочий слой – суглинок легкий

-




44,6











Определяем коэффициент прочности по упругому прогибу:
Следовательно, существующая конструкция удовлетворяет условию прочности по допускаемому упругому прогибу.
4. Расчет конструкции по условию сдвигоустойчивости в грунте.

Предельное активное напряжение сдвига Тпр в грунте рабочего слоя (или в песчаном материале промежуточного слоя) определяют по формуле (3.14):

Tпp = сNkд + 0,1срzопtgСТ,

где сN – сцепление в грунте земляного полотна (или в промежуточном песчаном слое), МПа, принимаемое с учетом повторности нагрузки (Приложение 2, табл. П.2.4), сN = 0,072 МПа;

kд – коэффициент, учитывающий особенности работы конструкции на границе песчаного слоя с нижним слоем несущего основания, kд =1;

zоп – глубина расположения поверхности слоя, проверяемого на сдвигоустойчивость, от верха конструкции, zоп = 21 см;

ср – средневзвешенный удельный вес конструктивных слоев, расположенных выше проверяемого слоя, ср = 0,0021 кг/смі;

СТ – расчетная величина угла внутреннего трения материала проверяемого слоя при статическом действии нагрузки, СТ =19,2°.
Действующие в грунте активные напряжения сдвига вычисляем по формуле (3.13):



Для определения предварительно назначенную дорожную конструкцию приводим к двухслойной расчетной модели.

В качестве нижнего слоя модели принимаем грунт (суглинок легкий) со следующими характеристиками: при Wp = 0,67 Wт и Np = 1 457 861 авт. Ен = 44,6 МПа (табл. П.2.4), = 6,1° и с = 0,0072 МПа (табл. П.2.4).

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляем по формуле (3.12), где значения модулей упругости материалов, содержащих органическое вяжущее, назначаем по табл. П.3.2 при расчетной температуре +20 °С (табл. 3.5).



где n – число слоев дорожной одежды;

Ei – модуль упругости i-го слоя;

hi – толщина i-го слоя.
По отношениям и и при  = 6,1° с помощью номограммы (рис. 3.3) находим удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки: = 0,0121 МПа.

Таким образом: Т = 0,01210,6 = 0,0072 МПа.

Предельное активное напряжение сдвига Тпр в грунте рабочего слоя:

Тпр = 0,0072 + 0,10,002121tg 19,2° = 0,0087,

где 0,1 – коэффициент для перевода в МПа.

Минимальный коэффициент прочности для расчета по сдвигоустойчивости (табл. 3.1).
Следовательно, существующая конструкция удовлетворяет условию прочности по сдвигу.
5. Проверка существующей конструкции на морозоустойчивость.

Коэффициент теплопроводности материала каждого слоя устанавливается по табл. П.5.1.

Таблица 6

Материал

Толщина слоя hод(i), м

Коэффициент теплопроводности ?од(i), Вт/(мК)

пл. а/б т. Б, м. II на БНД 60/90

0,05

1,4

щебень, обр-й битумом смешен. на дороге

0,07

1,28

щебеночная смесь С-6

0,09

2,1


Суглинок легкий относится к III группе пучинистости (табл. 4.2) - пучинистый грунт. Относительное морозное пучение – 47 (табл. 4.1).

1) по карте (рис. 4.4) находим среднюю глубину промерзания zпр(сp) для условий г. Сорска и по формуле (4.3) определяем глубину промерзания дорожной конструкции zпр:

zпр = zпр(cp)1,38 = 21,38 = 2,76 м > 2 м.

2) при zпp от 2,0 до 3,0 м lпуч ср вычисляют по формуле (4.4):

lпуч ср = lпуч ср 2,0  [a + b (zпp - c)],

где lпуч ср 2,0 = 9,7 – величина морозного пучения при zпp = 2,0 м (рис. 4.3);

a = 1,08; b = 0,08; с = 2,5 при 2,5 < zпp < 3,0.

lпуч ср = 9,7  [1,08 + 0,08 (2,76 – 2,5)] = 10,678 см.

По таблицам и графикам находим коэффициенты:

КУГВ – коэффициент, учитывающий влияние расчетной глубины залегания уровня грунтовых или длительно стоящих поверхностных вод (Ну) (рис. 4.1), КУГВ = 0,53;

Кпл – коэффициент, зависящий от степени уплотнения грунта рабочего слоя (табл. 4.4), Кпл = 1,0;

Кгр – коэффициент, учитывающий влияние гранулометрического состава грунта основания насыпи или выемки (табл. 4.5), Кгр = 1,3;

Кнагр – коэффициент, учитывающий влияние нагрузки от собственного веса вышележащей конструкции на грунт в промерзающем слое и зависящий от глубины промерзания (рис. 4.2), Кнагр = 0,82;

Квл – коэффициент, зависящий от расчетной влажности грунта (табл. 4.6), Квл = 1,0.

По формуле 4.2 находим величину пучения для данной конструкции:

lпуч = lпуч(ср)КугвКплКгрКнагрКвл

lпуч = 10,6780,531,01,30,821,0 = 6,033 см.

Поскольку для данного типа дорожной одежды допустимая величина морозного пучения согласно табл. 4.3 составляет lдоп = 4·20% = 4,8 см (20% – увеличение для восточных районов), следует назначить морозозащитный слой и выполнить расчет его толщины.

3) предварительно ориентировочно определяем необходимую толщину морозозащитного слоя при допустимой величине морозного пучения lдоп = 4 см.

Для этого определяем величину морозного пучения для осредненных условий, при которой пучение для данной конструкции не превышает 4 см:

lпуч.ср = lдоп/(КугвКплКгрКнагрКвл

lпуч.ср = 4,8/(0,531,01,30,821,0) = 8,496 см.

По номограмме (рис. 4.3) определяем требуемую толщину дорожной одежды hод = 0,34 м, отсюда толщина морозозащитного слоя:

hмрз = 0,34 - 0,21 = 0,13 м.

Для уточнения требуемой толщины морозозащитного слоя выполняем расчеты с учетом теплофизических характеристик отдельных слоев (табл. П.5.1). Задаемся hмрз = 0,13 м.

4) для использования в морозозащитном слое назначаем щебеночную смесь С-6 с коэффициентом теплопроводности = 2,10 Вт/(мК).

По формуле (4.7) определяем термическое сопротивление дорожной одежды без морозозащитного слоя



Rод(о) = 0,05 / 1,4 + 0,07 / 1,28 + 0,09 / 2,1 = 0,152 (мІК/Вт).

5) по карте изолиний рис. 4.5 определяем номер изолинии – VIII.

По табл. 4.9 находим значение показателя Спуч = 0,6.

По табл. 4.10 при общей толщине дорожной одежды hод = 0,34 м для пучинистого грунта при помощи интерполяции определяем значение коэффициента Ср = 0,734.

Вычисляем отношение

lдоп/(СпучСр) = 4,8/(0,60,734) = 10,899 см.

6) Величину требуемого термического сопротивления Rод(тр) вычисляют по формуле:

Rод(тр) = RпpКодКувл,

где Rпp – приведенное термическое сопротивление, определяемое при помощи номограммы (см. п. 4.12), Rпp = 0,25 мІК/Вт;

Код – коэффициент, учитывающий срок службы дорожной одежды, между капитальными ремонтами (табл. 4.7), Код = 1,0;

Кувл – коэффициент, учитывающий схему увлажнения рабочего слоя земляного полотна, Кувл = 1;

 – понижающий коэффициент, = 0,9.

Rод(тр) = 0,25  1  1  0,9 = 0,225 (мІК/Вт)

По формуле (4.6) толщина морозозащитного слоя:

hмз = (Rод(тр) - Rод(о))мрз

hмз = (0,225 - 0,152)2,1 = 0,153 м.

Поскольку разница между полученным и заданным значениями hмз не превышает 5 см, принимаем hмз = 0,13 м.
2.5 Решение вопросов водоотвода
2.5.1 Система поверхностного отвода воды. Параметры кюветов
Для отвода воды вдоль дороги устраиваются кюветы, которые не укрепляются или укрепляются засевом трав, щебневанием, монолитным бетоном, в зависимости от величины продольного уклона:

- без укрепления

– до 10 ‰;

- засев трав

– 10-30 ‰;

- щебневание

– 30-50 ‰;

- бетонные лотки

– свыше 50 ‰.

Заложены кюветы с шириной по дну 0,4 м и внешним откосом уклоном 1:1,5 (при поперечном профиле типа 1).
2.5.2 Назначение водопропускных сооружений. Расчет трубы
Исходя из условий рельефа и особенностей поверхностного водостока назначена водопропускная труба на ПК 8+63. Труба на ПК 18+25 подлежит реконструкции.
1. Для определения максимального расхода ливневого стока (Qл) необходимы следующие данные:

1) ливневой район для района проектирования, определяется по карте ливневого районирования. Республике Хакасия соответствует 6 ливневой район;

2) площадь водосборного бассейна F, определяется по карте. F = 0,247 кмІ;

3) длина главного лога L, определяется по карте. L = 736 м;

4) средний уклон лога, i:
5) уклон лога у сооружения, iсоор:
6) вероятность превышения паводка для водопропускной трубы на дороге III технической категории ВП = 2%.

Расход ливневого стока определяется по следующей формуле:
где ачас – интенсивность ливня часовой продолжительности заданной вероятности превышения, для 6 ливневого района ачас = 0,89;

Кt – коэффициент перехода от интенсивности ливня часовой продолжительности к интенсивности ливня расчетной продолжительности, зависящий от длины водосбора и среднего уклона лога, Кt = 2,92;

? – коэффициент редукции (уменьшения), учитывающий неполноту стока; при площади водосборного бассейна, превышающей 0,1 кмІ, вычисляется по формуле:

2. Для определения максимального расхода от снегового стока (Qт) необходимо определить коэффициенты заозеренности (?1) и залесенности (?2), а также расчетный слой суммарного стока заданной вероятности превышения hр.

В водосборном бассейне отсутствуют озера, поэтому коэффициент заозеренности ?1 = 1.

Коэффициент залесенности рассчитывается по формуле:
где Ал – залесенность, Ал = 60%.
Расчетный слой суммарного стока рассчитывают по трем параметрам:

- среднему многолетнему слою стока, определяемому по карте среднего многолетнего стока талых вод и равному 100·1,1 = 110 мм (где 1,1 – поправочный коэффициент для бассейнов с площадью водосбора менее 100 кмІ при холмистом рельефе и глинистых почвах);

- коэффициенту вариации Сvh, принимающемуся по карте изолиний и равному 0,4·1,25 = 0,5 (где 1,25 – поправочный коэффициент для бассейнов площадью до 50 кмІ);

- коэффициенту асимметрии Сsh, для горных водосборов принимаемому Сsh = 3Сvh = 1,5. Горным считается водосбор со средним уклоном лога более 5‰. Таким образом, Кр = 2,4.

Отсюда

Максимальный расход талых вод определяется по формуле:
где К0 – коэффициент дружности половодья, К0 = 0,02;

n – показатель степени, для горных водосборов n = 0,15.

За расчетный принимается максимальный расход – ливневой расход, равный 7,44 мі/с.
3. Определение пропускной способности трубы при безнапорном режиме.

Назначаем круглую одноочковую водопропускную трубу диаметром 2 м с раструбными оголовками с коническими входными звеньями.

Определяем критическую глубину hкр, соответствующую минимуму удельной энергии сечения.
где ?кр – площадь живого сечения, которую занимает поток;

bкр – ширина потока по верху;

d – диаметр трубы;

? – коэффициент Кориолиса, ? = 1.

Расчет ведем до выполнения условия .

Результаты расчета заносим в таблицу, затем строим график.

Таблица 7

h

b

l

?

?і/b

0,2

1,20

1,29

0,163

0,004

0,4

1,60

1,85

0,444

0,055

0,6

1,83

2,30

0,782

0,261

0,8

1,96

2,69

1,151

0,777

1

2,00

3,06

1,528

1,782

1,2

1,96

3,39

1,893

3,462

1,4

1,83

3,72

2,225

6,009

1,5

1,50

3,77

2,262

7,721



e:\оля\v курс\реконструкция\график для трубы.png

Рисунок – График для определения критической высоты сечения
Как видно из графика, hкр = 1,38 м.

Проверка: принимаем глубину потока в сжатом сечении, получая таким образом hкр(н) = 0,9·1,38 = 1,242 м.

Находим напор перед трубой:

Полученное значение должно удовлетворять условию:

Условие выполняется – труба работает в безнапорном режиме.
4. Определим критический уклон iкр:
где Rкр – гидравлический радиус, определяемый по формуле:
Скр – коэффициент Шези, определяемый по формуле:
где n – коэффициент шероховатости, n = 0,013.


5. Задаем уклон трубы iтр, равный уклону бассейна перед сооружением: iтр = 11‰.
6. Находим глубину и скорость потока на выходе из трубы.

iтр =11‰ < iкр = 13‰, поэтому глубина потока:

hвых = 0,8·hкр; hвых = 0,8·1,242 = 0,9936 м,

7. Определение длины трубы.

Длина тела трубы составляет:
где В – ширина земляного полотна по верху, В = 12 м;

m – заложение откоса, m = 1,5;

Нн – высота насыпи, Нн = 3 м;

hтр – диаметр трубы, hтр = 2 м;

m0 – толщина стенки оголовка, m0 = 0,35 м;

? – угол между осью трубы и осью дороги, ? = 68°.
Полная длина трубы составляет:
где lогол – длина оголовка трубы.

8. Расчет укреплений у трубы.

По размерам отверстия трубы назначаем длину укрепления lукр:
где b – диаметр трубы, b = 2 м.
Вычисляем параметр a:
где ? – угол растекания воды, ? = 45°.
По параметру а выбираем ?h: ?h = 0,62.

Определяем глубину размыва:
где Н – напор перед трубой.
Отсюда глубина заложения предохранительного откоса:

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


  1. Жуков В.И. Проектирование в сложных условиях: Учебное пособие. КрасГАСА, 2000 г.

  2. Основы проектирования автомобильных дорог: Методические указания к курсовому проекту для студентов специальности 291000 – «Автомобильные дороги и аэродромы» / сост. В.И. Жуков, Т.В. Гавриленко, Е.А. Иванова. Красноярск: КрасГАСА, 2002. – 26 с.

  3. Бабков В.Ф., Андреев О.В. Проектирование автомобильных дорог: учебник для вузов. Ч. 1, 2. – М.: Транспорт, 1986.

  4. Проектирование автомобильных дорог: Справочник инженера-дорожника / под ред. Г.А. Федотова. М.: Транспорт, 1989.

  5. СНиП 2.05.02-85*. Автомобильные дороги. – М.: Стройиздат, 1986. – 51 с.

  6. СНиП 23-01-99*. Строительная климатология / Минстрой России. – М.: ГПЦПП, 2000.

  7. СНиП 2.05.03-84*. Мосты и трубы / Минстрой России. – М.: ГПЦПП, 2000.

  8. СН 467-74. Нормы отвода земель для автомобильных дорог. – М.: Стройиздат, 1976. – 16 с.




Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации