Определение длины водопропускной трубы

Диаметр трубы d=1,6 м,

Ширина насыпи по верху зем. полотна B_зп=12,0 м,

Проектная отметка H_пр=159,51 м,

Отметка земли H_з=155,00 м,

Уклон трубы i=7 ‰,

Заложение откосов m=1,5

Длина откосного крыла по типовому проекту L_отк.кр=2,13 м,

Минимальная ширина полки b_min=0,8 м,

Высота оголовка по типовому проекту h_ог=1,93 м.

Определяем длину трубы в первом приближении. Полная длина трубы принимается с учетом оголовков.

L_тр¹=В_нас+2·m·h_нас-2·L_отк.кр=12,0+2*1,5(159,51-155,00)-2*2,13=21,27 м.

L_отк.кр по типовому проекту (d=1,4) принимаем 2.13 м.

Высота выходного отверстия трубы

H_вых=H_вх-L_тр¹·i=155,00-21,27*0,007=154,85 м,

Отметка левой полки h_{пол.лев}=H_вх+h_ог=155,00+1,93=156,93 м,

Отметка правой полки h_{пол.прав}=H_вых+h_ог=154,85+1,93=156,78 м,

Отметка бровки H_бр=H_пр-L_пр.ч.*i_пр.ч./2-L_обоч*i_обоч=159,51-8,00*0,02/2-2,00*0,04=159,35 м,

Длина левого откоса L_{отк.лев}=2*m*(H_бр-h_{пол.лев})=2*1,5*(159,35-156,93)=7,26 м,

Длина правого откоса L_отк.пр=2*m*(H_бр-h_{пол.лев})=2*1,5*(159,35-156,78)=7,71 м.

Определяем длину трубы во втором приближении. Определяем минимальную длину водопропускной трубы.

L_тр²=В_зп+L_{отк.лев}+ L_отк.пр+2·b_min=12,0+7,26+7,71+2*0,8=28,57 м,

Определяем длину трубы в третьем приближении. Длину трубы определяем с учетом длины применяемых звеньев.

δ - ширина стыка между звеньями (0.015м)

Определяем количество звеньев:

n_зв=(L_тр²-2(0.35+0.01))/ L_зв = (28,57-2*(0,35+0,01))/5=5,6=6 звена.

L_тр³=2(0.35+0.01)+ n_зв L_зв+ n_ст δ= 2(0.35+0.01)+6*5+5*0,015=30,80 м,

n_ст = n_зв-1.

Определяем длину полки:

L_п=( L_тр³- В_зп- L_{отк.лев}-L_отк.пр)/2=(30,80-12,0-7,26-7,71)/2=1,91 м,

L_лев= L_п+ L_{отк.лев}+ В_зп/2 =1,91+7,26+6,0=15,17 м,

L_пр= L_п +L_отк.пр+ В_зп/2 =1,91+7,71+6,0=15,62 м,

L_лев+L_пр= L_тр

15,17+15,62=30,80 м,

Определяем отметку лотка трубы по оси дороги с учетом строительного подъема

h_стр=h_нас/50 – для трубы на бетонном фундаменте.

h_стр=4,51 /50=0,09 м.

H_оси=H_з+h_стр=155,00+0,09=155,09 м,

H_оси.л=H_оси+L_лев*i=155,09+15,17*0,007=155,20 м,

H_оси.п=H_оси-L_пр*i=155,09-15,62*0,007=154,98 м.

Продольный водоотвод (водоотводные канавы – кюветы)

Для обеспечения устойчивости земляного полотна от воздействия поверхностных вод на автомобильных дорогах предусматривают различные водоотводные сооружения.

При проектировании водоотводных сооружений независимо от схемы организации поверхностного водоотвода должны выполнятся следующие работы:

разработка общей схемы поверхностного водоотвода;

выбор и назначение основных элементов и конструкций водоотводных сооружений;

размещение водоотводных сооружений в плане, продольном и поперечном сечениях;

определение границ водосборов и их основных характеристик;

определение расчётных расходов воды и объёмов стока;

выбор и назначение типов укреплений водоотводных сооружений.

Водоотводные сооружения должны иметь:

поперечное сечение, достаточное для пропуска расчётного расхода воды;

продольный уклон и скорости течения воды, исключающие возможность заиливания или размыва отводящих русел.

Отвод поверхностных вод следует предусматривать: от насыпей водоотводными канавами, кюветами, резервами; от откосов выемок и прилегающих к ним склонов – канавами; непосредственно от выемок кюветами.

Кюветы (боковые канавы) устраивают в выемках и у насыпей высотой до 1 – 1,2 м. Эти канавы служат для отвода воды, стекающей во время дождя и таяния снега с поверхности дороги и прилегающей к ней местности. Боковые канавы способствуют также осушению верхней части земляного полотна в связи с испарением влаги с внутренних откосов боковых канав. Однако положительное действие боковых канав сказывается лишь при быстром отводе из них воды.

Проектирование кюветов

При проектировании автомобильных дорог наименьший продольный уклон водоотводных канав (кюветов) назначают не менее 3‰.

В нормативных документах для мелиоративного строительства продольный уклон принимают ≥ 1‰.

При водонепроницаемых грунтах и малоудовлетворительных условиях поверхностного стока боковым канавам придают трапе­цеидальное сечение с шириной по дну 0,4 м и глубиной обычно 0,7—0,8 м (до 1—1,2 м как максимум), считая от бровки насыпи. Откосам канав в выемках придают крутизну 1:1,5, а у насыпей внутренний откос канав имеет крутизну 1:3.

Если земляное полотно возводят в сухих местах с обеспечен­ным быстрым стоком поверхностных вод, а грунтовые воды распо­ложены глубоко, боковые канавы устраивают треугольного сече­ния глубиной не менее 0,3 м от поверхности земли. Крутизна откосов таких канав 1:3 и менее обеспечивает автомо­билям возможность безопасного съезда с насыпи. В водопроница­емых песчаных, щебенистых и гравелистых грунтах, обеспечиваю­щих быстрое впитывание воды в любое время года, канавы не де­лают.

В выемках, расположенных в гравелистых, щебенистых грунтах или легковыветривающихся скальных породах, устраивают трапе­цеидальные канавы глубиной не менее 0,3 м с откосами 1:1. В прочном скальном грунте делают треугольные лотки глубиной не менее 0,3 м с внутренним откосом 1:3 и внешним 1:1—1:0,5

Глубину канав в равнинной местности назначают по опыту экс­плуатации в указанных выше пределах, проверяя в случаях необ­ходимости при значительном притоке воды с окружающей местно­сти достаточность пропускной способности канав гидравлическими расчетами. При этом глубину канав назначают так, чтобы низ вы­хода дренажного слоя дорожной одежды на откос (или дренажных воронок) возвышался над дном канавы не менее чем на 20 см.

Укрепление кюветов

Как правило, укрепление кюветов назначают с учетом следующих условий: продольных уклонов, площади водосбора, опыта работы существующих кюветов. При слишком большой скорости течения грунт начинает размываться, в связи с чем дно и откосы кюветов необходимо укреплять против размыва. В зависимости от продольного уклона укрепление кюветов принимают следующее:

3 – 20 ‰ – одерновка, засев трав;

20 – 40 ‰ – укрепление щебнем;

40 – 80 ‰ – укрепление монолитным бетоном;

>80 ‰ – лотки, быстротоки и т.д.

Чертеж укрепления кювета

Рис 7.2.1. Укрепление засевом трав

Рис 7.2.2. Укрепление щебнем

Рис 7.2.3. Укрепление бетоном