Приложение 12. Гидравлические расчеты

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)*, со следующими коррективами.

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

Тип входного оголовка	Коэффициенты расхода
Без оголовка (с вертикальным срезом и срезом параллельно откосу)	0,33
Раструбный с углом раструбности альфа_р = 20°	0,36

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

Заполнение входного сечения h_вх ---- D	Параметр расхода труб П_Q при типах входных оголовков
	без оголовка		раструбный с углом раструбности альфа_р = 20°
	с вертикальным срезом	со срезом параллельно откосу
0,75	0,275	0,35	0,305
0,9	0,360	0,41	0,440
1,0	0,415	0,45	0,495

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 . По условиям устойчивости откоса с учетом воздействия на него потока целесообразно принимать .

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

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

,

где и - соответственно средняя скорость и глубина на выходе из трубы;

1,2 - коэффициент запаса;

g - ускорение силы тяжести.

1.4. По скорости (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 - 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 на трубе ;

- длина бермы.

1.6. Определяют среднюю глубину потока 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 шереховатости, принимаемый для бетонных укреплений равным 0,016;

- коэффициент заложения низового откоса бермы или насыпи.

1.7. Находят среднюю скорость потока у подошвы откоса

.

1.8. По скорости у подошвы насыпи 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)

,

где - эквивалентный диаметр трубы; для одноочковых круглых труб , для многоочковых ( - 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 , из которой может быть отсыпана низовая часть насыпи по формулам:

для однородных частиц ()

;

для горной массы ()

,

где - 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, .

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.

______________________________

* Далее "Руководство по гидравлическим расчетам малых искусственных сооружений" будет называться кратко "Руководство".