Реферат
Курсовая работа содержит 27 листов пояснительной записки, 14 таблиц, 6 рисунков, 3 чертежа, 8 источников.
В курсовой работе рассмотрены вопросы проектирования водопропускных и водоотводных сооружений.
Водосборный бассейн, лог, водораздел, расчетный сток, водопропускная труба, бытовая глубина, одерновка, сжатое сечение, горизонт подпертых вод, малый мост, подпор воды, отверстие моста, нагорная канава, кювет.
В курсовой работе произведен расчет расхода стока вод, на основе которого были рассчитаны круглые и прямоугольные водопропускные трубы, рассчитаны малые мосты по I и III расчетным схемам, определены расход, основные параметры поперечного сечения и тип укрепления придорожных канав. Для каждого водопропускного и водоотводного сооружения были решены вопросы конструирования.
Содержание
1. Определение характеристик водосборного бассейна 3
1. Определение площади водосборного бассейна 3
2. Определение уклона главного лога 4
3. Определение уклона лога у сооружения 5
4. Определение заложения склонов лога у сооружения 5
5. Определение глубины лога 6
6. Определение коэффициентов залесенности, заболоченности 6
2. Определение расчетного стока у сооружения 8
2.1 Расчет ливневого стока 8
2.2 Расчет стока талых вод 9
3. Гидравлический расчет водопропускных труб 11
3.1 Назначение и выбор отверстия круглых водопропускных труб 10
3.2 Назначение и выбор отверстия прямоугольных водопропускных труб 10
3.3 Определение длины водопропускной трубы 13
3.4 Назначение максимальной высоты насыпи у трубы 14
3.5 Расчет укрепления русла и откосов у водопропускных труб
15
3.6 Конструирование водопропускных труб 16
3.7 Определение горизонта подпертых вод 17
4. Гидравлический расчет малого моста 19
4.1 Установление схемы протекания воды под мостом 19
4.2 Определение отверстия и высоты моста 21
4.3 Определение горизонта подпертых вод 24
5. Гидравлический расчет придорожных канав 25
5.1 Определение площади водосборного бассейна 25
5.2 Расчет полного стока 25
5.3 Определение основных параметров придорожных канав 25
5.4 Выбор типа укрепления 26
5.5 Конструирование придорожной канавы 26
Список использованных источников 28
1. Определение характеристик водосборного бассейна на ПК21+45
1. Определение площади водосборного бассейна.
Площадь водосборного бассейна определяем с помощью кальки и миллиметровки. Полученный план водосборного бассейна (в масштабе карты) накладывается на лист миллиметровой бумаги. Отмечаем и пересчитываем все целые квадратные сантиметры (N1), которые поместились на плане. На оставшейся площади плана водосборного бассейна отмечаем и пересчитываем количество квадратиков равное 0,5х0,5см (N2), затем пересчитываем оставшиеся неполные квадратики размером равные 0,5х0,5см (N3). Площадь водосборного бассейна определяется по формуле (стр. 10 [1]):
[pic]км2, (1.1) где g1 – площадь (в масштабе карты) 1 см2, равная 0,01 км2; g2 – площадь (в масштабе карты) 0,25 см2, равная 0,0025 км2;
N1, N2, N3 – количество квадратов каждого размера, определяемого по рис. 1.1, соответственно равное 104, 39, 69.
2. Определение уклона главного лога.
В общем случае уклон главного лога определяется между отметками лога у сооружения (Нс) и отметкой верхней части лога (Нвр), лежащей на водораздельной линии.
Уклон главного лога определяется по формуле (стр. 18 [1]): i=(Нвр – Нс)/L=(61,00-
47,00)/710=0,020, (1.2) где Нвр – отметка верхней точки тальвега, равная 61,00 м;
Нс – отметка лога у сооружения, равная 47,00 м;
L – длина главного лога, определяемая по формуле (стр. 17 [1]):
L=?Li=250,00+180,00+280,00=710,00 м, (1.3) где Li – длина i-го участка тальвега, снятая с карты, равная 1540,00 м.
Подставляя значение L в формулу 1.2 получим значение уклона главного лога: i=0.017
3. Определение уклона лога у сооружения.
Уклон лога у сооружения определяется как уклон между точками, одна из которых находится на 100 – 200 м по тальвегу выше сооружения. А другая – на 50 – 100 м по тальвегу ниже его.
Желательно назначать точки на горизонталях с тем, чтобы не заниматься расчетом их отметок. Но при этом стремиться к тому, чтобы определенный уклон лога был как можно ближе к реальному уклону местности.
Уклон лога у сооружения определяется по формуле (стр. 19 [1]): ic=[pic],
(1.4) где Нв – отметка точки выше сооружения, равная 47,78 м;
Нн – отметка точки ниже сооружения, равная 46,67 м;
Lв, Lн – расстояние по тальвегу от сооружения до верхней и нижней точек (рис.1.2), соответственно равные 200,00 и 100,00 м.
4. Определение заложения склонов лога у сооружения.
Форма поперечного сечения лога упрощенно представлена в форме треугольника (рис.1.3).
Заложение правого склона определяется по формуле (стр. 15 [1]):
[pic] м, (1.5) где Lпр – расстояние от правого водораздела до лога сооружения, равное
430,00 м;
Нпр – отметка правого водораздела по оси дороги, равная 56,00 м;
Нс – отметка лога у сооружения, равная 47,00 м;
[pic] – косина сооружения, равная 620.
Аналогично определим заложение левого склона:
[pic] м, (1.6)
где Lлев – расстояние от левого водораздела до лога сооружения, равное
640,00 м;
Нлев – отметка левого водораздела по оси дороги, равная 61,00 м;
Нс – отметка лога у сооружения, равная 47,00 м;
[pic] – косина сооружения, равная 620.
5. Определение глубины лога.
Глубина лога перед сооружением – наименьшее возвышение водораздельной линии над отметкой лога у сооружения. Из двух отметок правого и левого водоразделов по оси дороги выбираем наименьшую и определяем глубину лога по одной из формул (стр. 15 [1]): hлев = Нлев – Hc, при Нлев < Нпр
(1.7) hпр = Нпр – Hc, при Нпр < Нлев
(1.8)
Исходя из рис. 1.3, глубину лога перед сооружением будем определять по формуле (1.7): hпр =56,00 – 47,00 = 9,00 м.
6. Определение коэффициентов залесенности, заболоченности, озерности.
Расчет ведется по следующим формулам (стр. 16 [1]):
[pic] %, (1.9) где fоз – коэффициент озерности, %;
[pic] - площадь водной поверхности i-го озера, равная 0 км2;
F – площадь водосборного бассейна, равная 1,22 км2.
[pic] %, (1.10) где fб – коэффициент заболоченности, %;
[pic] - площадь поверхности i-го болота, равная 0 км2;
F – площадь водосборного бассейна, равная 0,30 км2.
[pic] %, (1.11) где fл – коэффициент залесенности, %;
[pic] - площадь поверхности i-го леса, равная 1,22 км2;
F – площадь водосборного бассейна, равная 1,22 км2.
Результаты расчета характеристик других водосборных бассейнов сведены в таблицу 1.1.
Таблица 1.1
Ведомость характеристик водосборных бассейнов
|Наименование |Водопропускные сооружения |
|характеристик |1 |
|Пикетажное положение, пк +|09+85,00 |
|Площадь бассейна, км2 |1,22 |
|Длина главного лога, км |0,71 |
|Отметка лога у сооружения, |47,00 |
|м | |
|Отметка вершины лога, м |61,00 |
|Уклон главного лога, тыс. |0,020 |
|Уклон лога у сооружения, |0,004 |
|тыс. | |
|Отметка водораздела по оси |56,00 |
|дороги, м: |61,60 |
|- правого | |
|- левого | |
|Пикетажное положение |14+20,00 |
|водораздела по оси дороги, |03+42,00 |
|пк +: | |
|- правого | |
|- левого | |
|Косина сооружения, градус |620 |
|Глубина лога у сооружения, |9,00 |
|м | |
|Коэффициент заложения |42,18 |
|склонов по оси дороги: |40,36 |
|- правого | |
|- левого | |
|Озерность, % |0 |
|Заболоченная площадь, % |0 |
|Залесенная площадь, % |100 |
2. Определение расчетного стока сооружения (ПК 09+85,00).
2.1 Расчет ливневого стока.
Для расчета ливневого необходимо задаться следующими исходными данными:
– вероятность превышения (далее ВП): для мостов – 3%;
для труб – 4%;
– номер ливневого района – 10 ([2] стр. 222 рис. 15.5).
Расчетный расход ливневого стока вычислим по формуле ([2] стр221):
[pic], (2.1)
[pic] м3/с
[pic] м3/с где ?расч – расчетная интенсивность ливня, зависящая от ВП, продолжительности ливня и района строительства дороги
(мм/мин), вычисляемая по формуле:
?расч = ?час ? Kt,
(2.2)
[pic] мм/мин
[pic]мм/мин
где ?час – интенсивность ливня часовой продолжительности, определяемая по [2] стр. 222 табл. 15.7, и равная для ВП=3% ?час=1,35 мм/мин; для ВП=4% ?час=1,23 мм/мин.
Kt – коэффициент перехода от ливня часовой интенсивности к расчетной, определяемый по [2] стр. 223 табл.
15.8, и равный 2,08.
F – площадь водосбора, 1,22 км2;
? - коэффициент редукции, вычисляемый по формуле ([2] стр 221):
[pic]
Расход полного стока определим по формуле ([2] стр 222):
[pic], (2.3)
[pic]
Объем ливневого стока вычислим по формуле:
[pic], (2.4)
[pic]
Таблица 2.1
Ведомость расчета ливневого стока
|Пикетажн|Площадь|Часовая |Коэффиц|Расчетный расход|Объем ливневого |
|ое |бассейн|интенсивность |иент Кt|ливневого стока,|стока, м3 |
|положени|а, км2 |дождя, мм/мин | |м3/с | |
|е | | | | | |
| | |мост |труба | |мост |труба |мост |труба |
|09+85,00|1,22 |1,35 |1,23 |2,08 |30,24 |27,64 |36662,6|33403,7|
| | | | | | | |0 |0 |
2.2 Расчет стока талых вод.
Расчетный максимальный расход талых вод вычислим по формуле ([3] стр
452):
[pic], (2.5)
[pic] где Кр – коэффициент перехода к расчетному значению слоя стока, определяемый по [3] стр. 459 рис. XIV.10, и равный: для мостов
Кр=4,9
для труб
Кр=4,0; hр – слой стока талых вод, м, вычисляемый по формуле:
[pic]
(2.6)
[pic] где [pic] – средний многолетний слой стока, определяемый по [3] стр.
457 рис. XIV.8, и равный 44 мм;
F – площадь водосборного бассейна, равная 1,22 км2;
[pic] – коэффициент, учитывающий залесенность, вычисляется по формуле:
[pic], (2.7) где Fл – залесенность бассейна, равная 100%;
[pic] – коэффициент, учитывающий заболоченность, вычисляется по формуле:
[pic], (2.8) где Fб – заболоченность бассейна, равная 0%.
Таблица 2.2
Ведомость расчета ливневого стока
|Пикетажное|Площа|Расчетный |Коэффициенты |Расход стока|
|положение |дь |слой стока | |талых вод, |
|пк + |бассе|талых вод, | |м3/с |
| |йна, |мм | | |
| |м2 | | | |
| | | |вариа|Kр |[pic]|[pic]| |
| | | |ции, | | | | |
| | | |Сv | | | | |
| | |мост |труба| |мост |труба| | |мост |труба|
|09+85,00 |1,22 |215,6|176,0|1,00 |4,90 |4,00 |1,00 |1,00 |11,25|9,73 |
| | |0 |0 | | | | | | | |
Таблица 2.3
Ведомость расчета расхода стока
|Пикетажн|Площадь |Расход ливневого |Расход стока талых|Расчетный расход |
|ое |бассейна|стока, м3/с |вод, м3/с |стока, м3/с |
|положени|, м2 | | | |
|е, | | | | |
|пк + | | | | |
| | |мост |труба |мост |труба |мост |Труба |
|09+85,00|1,22 |30,24 |27,64 |11,25 |9,73 |30,24 |27,64 |
3. Гидравлический расчет водопропускных труб. (ПК 09+85,00)
3.1 Назначение и выбор отверстия круглых водопропускных труб.
Расчет труб производится при безнапорном режиме протекания воды через сооружение. На данных водопропускных трубах применяется раструбный оголовок с коническим входным звеном.
Условие безнапорного режима протекания воды:
??1,2?d, (3.1) где Н – глубина воды перед трубой, м
d – диаметр отверстия трубы, м.
Условие пропускной способности трубы:
Qp