Презентация на тему Определение общего размыва под мостом и местного размыва у опор

у опор
Площадь живого сечения в отверстии моста существенно меньше

площади поперечного сечения потока, проходящего в паводок по речной долине.

Поэтому средняя скорость течения под мостом в период паводка значительно возрастает и происходит общий размыв русла реки.

при проектировании моста через р. Волга у г. Сызрань,

размыв под мостом прекратится, когда скорость потока воды в размытом русле снизится до русловой скорости в естественных (обычных или бытовых) условиях, т.е. наступит равенство Vпр = Vрб.

Однако в дальнейшем наблюдении было установлено, что размыв в русле нередко прекращается при средней скорости, больше, чем бытовая.
Позже, в 1950-х годах проектировщик и ученый Л.Л. Лиштван высказал идею, что существует скорость динамического равновесия, превышающая бытовую скорость, до уровня которой размыв не происходит из-за соответствующего баланса поступающих и выносимых наносов, т.е. критерием стабилизации размыва является Vпр = Vдин.

специалиста НИИ Транспортного строительства (ЦНИИС) В.Ш. Цыпина была предложена

формула для определения глубины потока после размыва в русловой части отверстия при динамическом равновесии несвязных грунтов со средней крупностью частиц d (см. учебное пособие):

Если в процессе размыва вскрываются грунты с более крупными частицами, чем наносы и связный материал, то размыв также прекращается, т.е. условием стабилизации размыва в этом случае является равенство Vпр = Vо, где Vо – неразмывающая скорость для определенного вскрытого грунта в подмостовом русле.

который определяется по формулам:


Расчет величины общего размыва подмостового русла

может производится двумя способами:
по допускаемым скоростям течения;
по балансу наносов.

Для построения линии дна под мостом после размыва, необходимо:
Назначить характерные вертикали – границы морфологически однородных участков и переломы живого (поперечного) сечения участков (при необходимости намечают дополнительные вертикали);
На данных вертикалях устанавливают значение глубины после размыва hп.р (для этого необходимо рассчитать величину удельного расхода qi на каждой i-ой вертикали подмостового сечения);
По этим данным строят расчетную линию общего размыва под мостом (согласно требованиям СНиП в глубину общего размыва вводится поправка в размере 15%).

потока.

Расчетная линия общего размыва в подмостовом сечении

направления потока приводят к дополнительному местному размыву дна.
При

динамическом равновесии объемов наносов, поступающих в «воронку» местного размыва и выносимых из нее, местный размыв у опоры прекращается.

заложения фундамента опор и их стоимость.

СХЕМА МЕСТНОГО РАЗМЫВА ОПОРЫ

МОСТА

Условные обозначения на схеме:
h(i) – глубина на вертикали после общего размыва с учетом поправки, м;
∆hм – наибольшая глубина местного размыва у опоры, м;
hф – необходимое заглубление фундамента в грунт, зависящее от типа грунтов основания и конструкции фундамента, м;
hзалож – глубина заложения фундамента, м;
а – расчетная ширина опоры моста, м;
α – угол между продольной осью опоры и течением воды перед опорой.

отметок бровки земляного полотна
Одной из важных задач проектирования мостовых

переходов через судоходные реки является определение расчетного судоходного уровня воды (РСУ). Отметка РСУ влияет на высоту моста, а также на высоту и протяженность пойменных насыпей.
Чем выше отметка РСУ, тем больше стоимость мостового перехода. Но с другой стороны от принятой отметки РСУ зависит режим навигации в реке (продолжительность), т.е. чем эта отметка выше, тем более благоприятными являются условия для судоходства.

Обычно отметка РСУ ниже расчетного и наибольшего уровней, т.е. вероятность превышения РСУ выше, чем вероятность превышения РУВВ и НУВВ. Если фактический уровень воды превышает РСУ, движение судов прекращается. Таким образом, при выборе РСУ необходимо учитывать как возможные потери, связанные с простоем судов, так и затраты на сооружение мостового перехода. Отметка РСУ зависит от класса реки.

продолжительностью не менее 10 лет строят водомерные графики паводков

или половодий.

2. Определяют расчетную продолжительность навигации Т, сут. Как среднеарифметическое значение этих периодов за все годы наблюдений.

4. По водомерным графикам определяют уровни воды, сохраняющиеся в определенному году в течение t суток - Нti.
5. Полученные значения уровней ранжируют в порядке убывания и для каждого члена ряда определяют эмпирическую вероятность его превышения pэ.
6. На клетчатке вероятности строят график Нti (pэ).
7. По графику Нti (pэ) определяют РСУ, соответствующий расчетной вероятности его превышения Pd, которая принимается по нормам в зависимости от класса водного пути (см. таблицу учебного пособия).

3. Устанавливают допускаемую для данного класса водного пути продолжительность стояния уровней воды выше РСУ tсут по формуле:

них:
атмосферных осадков (могут вызвать образование оврагов на откосах насыпи;
водного

потока (проявляются в виде размыва дна реки, подмыва дна у опор и устоев моста, у подходных насыпей, регуляционных и защитных сооружений);
льда:
динамические нагрузки (удар отдельно плывущих льдин, трение льдин о поверхность сооружения);
статические нагрузки (от навала ледяного поля на сооружение под влиянием ветра или течения, передающиеся примерзшим к сооружению ледяным покровом при термическом расширении или колебаниях уровня воды);
волн (вызывают нагон воды ветром, накат волны и т.д.)

Виды силовых воздействий на сооружение мостового перехода

у мостового перехода.
При ветре, дующем в одном направлении длительное

время (не менее 6 часов) на водной поверхности акватории образуются ветровые волны.

При стеснении паводочного потока мостовым переходом условия течения в районе перехода существенно меняются по сравнению с бытовым, поскольку пойменные насыпи отклоняют пойменные потоки от направления их движения в бытовых условиях.
Это сопровождается искривлением струй, изменением глубин и скорости потока. В результате чего уровни воды повышаются по сравнению с отметками его в естественных условиях – возникает подпор.
 Выше по течению от створа перехода на некотором расстоянии от него струи поворачивают к отверстию моста, вытекая из-под моста поток постепенно расширяется.

откос сооружения определяют с учетом подпора и нагона воды

при УВВ:
- наибольшем – при назначении отметок бровки сооружения или незатопляемой бермы и верха укрепления откосов;
- расчетном – при определении мощности укреплений.

подмостового габарита над РСУ;
строительную высоту судоходного пролетного строения с;
расстояние

от подошвы рельса до бровки земляного полотна d.


На несудоходных и несплавных реках, а также на судоходных реках в пределах несудоходных пролетов минимальная отметка бровки зависит от:
расчетного (РУВВ) и наибольшего (НУВВ) уровней воды заданной вероятности превышения (ВП);
уровня высокого ледохода;
соответствующих нормативных возвышений низа пролетных строений над этими уровнями;
с и d (см. выше).






Минимальная отметка проектной линии на пойме учитывает:
отметку НУВВ;
максимальный подпор воды перед насыпью;
высоту нагона и наката волны;
технический запас ∆, равный 0,5 м.

сооружения г. Санкт-Петербурга от наводнений - вид с птичьего

полета

потока в отверстие моста,
равномерное распределение расхода в пределах отверстия

моста,
плавный вывод потока из-под моста,
предупреждение подмыва и размыва пойменных насыпей, берегов и траверсов и т. п.
В зависимости от местных условий некоторые из перечисленных сооружений могут отсутствовать.
Регуляционные сооружения в ряде случаев имеют большую стоимость, поэтому иногда выгоднее увеличить отверстие моста.

К регуляционным сооружениям относятся:
струенаправляющие дамбы;
траверсы;
запруды;
укрепительные и защитные сооружения;
возможное уширение и спрямление русла.

Верховые дамбы (lB) обеспечивают постепенное сужение потока перед мостом

до размера его отверстия, а низовые (lH) - расширение потока за мостом (см. рисунок). Где b – ширина разворота дамбы (или малая полуось).
Струенаправляющая дамба устраивается, если пойма пропускает не менее 15% расчетного расхода воды или при средней скорости потока под мостом более 1 м/с.

Верховые дамбы имеют эллиптическое (шпоровидное) очертание (А.М. Латышенков).
Размеры дамб зависят от:
ширины разлива реки;
коэффициента стеснения водного потока подходными насыпями.