Приложение 5 (рекомендуемое). Расчет подпоров на мостовых переходах

Приложение 5
(рекомендуемое)

Расчет подпоров на мостовых переходах

При проектировании мостовых переходов определяют следующие величины характерных подпоров: начального - в начале сжатия потока (при расчете дополнительных отверстий, построении свободной поверхности и т.д.); полного - в створе с максимумом подпора; подмостового - в створе самого моста (для расчета минимальных отметок бровок струенаправляющих дамб, отметок верха укреплений и т.д.); подпора у насыпи - для расчета минимальных отметок бровки земляного полотна на подходах.

Для определения характерных подпоров принимаются расчетные условия на пике первого расчетного паводка с учетом русловых деформаций, происшедших на ветви его подъема. При этом все характерные подпоры имеют наибольшие возможные значения.

Начальный подпор определяют методом последовательных приближений:

; (1)

, (2)

где - относительный подпор;

- бытовой уклон свободной поверхности.

Параметр для равнинных рек (при ) определяют по известным и :

при ; (3)

при . (4)

При значения , полученные по формулам (3) и (4), следует умножать на коэффициенты и учитывающие соответственно влияние уклона и характер растекания потока за мостом:

; (5)

, (6)

где n - коэффициент, характеризующий растекание потока за мостом.

Значения n принимают от 0,6 до 2,0. Чем больше уклон, степень затопления пойм и меньше их шероховатость, тем больше значения n. Обычно для равнинных рек , для горных - .

Коэффициент размыва под мостом определяют на пике первого расчетного паводка:

. (7)

Среднюю глубину размыва в русле находят по формуле для верхнего предела на ветви подъема паводка. При отсутствии водомерного графика расчетного паводка время его подъема принимают , а полноту паводка на ветви подъема для равнинных рек .

Дальнейший расчет начального подпора производят методом последовательных приближений в следующем порядке:

при и по формуле (1) вычисляют ;

при и находят ,

где - средняя бытовая глубина всего потока;

; (8)

при и вычисляют .

Обычно после выполнения трех расчетов получают близкие значения и (10%), поэтому .

Полный подпор перед мостом принимают:

при ;

при

, (9)

где - расстояние от моста до створа полного подпора;

. (10)

Максимальный подпор у насыпи

. (11)

Подмостовой подпор рассчитывают методом последовательных приближений по формулам:

; (12)

; (13)

, (14)

где и - средняя скорость соответственно бытовая всего потока и под мостом с учетом размыва;

и - коэффициенты Кориолиса соответственно в бытовых условиях и подмостовом сечении,

; (15)

, (16)

и - скорость соответственно на русловой и пойменной частях живого сечения;

и - площадь соответственно русловой и пойменных частей живого сечения.

Параметр для равнинных рок (при ) определяют по известным и по формулам:

при ; (17)

при . (18)

При значение , полученное по формулам (17) и (18), следует умножать на коэффициенты и , учитывающие соответственно влияние уклона и характер растекания потока за мостом.

, (19)

(20)

Дальнейший расчет производят методом последовательных приближений аналогично расчету начального подпора, при этом

,

где - средняя глубина под мостом до размыва,

. (21)

Кривую свободной поверхности с верховой стороны насыпи рассчитывают по формуле

, (22)

где - подпор у насыпи на расстоянии x от устоя моста при .

При .

Поверхность воды у низового откоса практически горизонтальна и имеет отметку, соответствующую уровню воды у низовых струенаправляющих дамб, которую определяют по формуле (12) подмостового подпора, но при .