Проектирование участка новой железной дороги с мостовым переходом

 
 
 
 
 
 
 

   Для определения максимальных и расчетных  расходов и уровней воды, необходимо провести статистическую обработку  ряда годовых максимальных расходов воды. Расчет сведем в таблицу 2.2

   

   

   .Таблица 2.2 - Ведомость определения расходов заданной вероятности превышения

 

   Определяем коэффициент вариации, характеризующий среднеквадратичное отклонение расходов от среднеарифметического значения:

                              .

   Определяем  коэффициент асимметрии С_s, характеризующий среднекубичеcкое отклонение расходов от Q_{м (ср)}. При расчете максимальных расходов на равнинных реках следует принимать, как правило, коэффициент асимметрии C_S , равный удвоенному значению коэффициента вариации: C_S =2*C_V .

   Расчетный и наибольший расходы рассчитываются по  формулам (2.1) и (2.2) соответственно:

   

                                                    ,                                         (2.1)

                                                 ,                                      (2.2)

   По  таблице Крицкого и Менкеля /4/ в зависимости от потребной вероятности превышения, С_v и С_s/ С_v определяем значение ординаты интегральной кривой распределения k_р:

                                          ;

   Тогда расчетный расход равен:

                                    

   С графиков приведенных на рисунке 2.2 снимаем следующие значения:

   H_р = 139,3м;  V_р = 3,06 м/с.

   Наибольший  расход воды равен:

                                     

   С графика приведенного на рисунке 2.2 снимаем следующие значения:

   H_max = 140,4м; V_max = 3,75 м/с.

   Так как расчет вели по оси водпоста, то необходимо пересчитать конечные данные на створ мостового перехода:

                        м

                     м 

   2.2 Расчет отверстия моста

   В данном курсовом проекте отверстие моста определяется по графику накопления площади живого сечения. По оси ординат откладываются площади живого сечения реки нарастающим итогом,  по оси абсцисс – расстояния. График приведен на рисунке 2.3.

   Значения  площадей:

   w₁ = 4560 м²;  w₂ = 6330 м²; w₃ = 14472 м²; w₄ = 15888 м²; w₅ = 20516 м²;

   w₆ = 25170 м²; w₇ = 46754 м².

   Потребная площадь живого сечения под мостом без размыва русла определяется по формуле:

                                                                            (2.3)

где V_р =3,06 м/с – средняя расчетная скорость течения воды на пике паводка.

                                         м².

   Положение первого устоя на рисунке 2.3 задаем самостоятельно. От точки кривой накопления рабочей площади, соответствующей намеченному положению устоя, по оси ординат откладываем значение вычисленной потребной площади и через эту точку проводим прямую, параллельную оси абсцисс. Точку пересечения этой прямой с кривой накопления площади живого сечения сносим на ось абсцисс и получаем, таким образом, положение второго берегового устоя, т.е. определяем потребное отверстие моста.  Площади ω будет соответствовать наибольшее отверстие моста  L_max , определяемое по графику. L_max = 320 м.

   В результате стеснения живого сечения  подходными насыпями произойдет размыв русла под мостом. Площадь живого сечения под мостом после размыва ω_пр увеличится и будет равна:

                                                ω_пр = Рω_др,                                                 (2.4)

где ω_др – площадь живого сечения до размыва, м²; Р – коэффициент размыва.

   Следовательно, если учесть, что русло под мостом будет размываться, то потребную  площадь живого сечения можно  уменьшить, введя в расчет потребной площади коэффициент размыва. Тогда с учетом размыва потребная площадь живого сечения под мостом будет равна:

                                                                                                 (2.5)

   Коэффициент размыва имеет предельные значения и нормируется в зависимости от величины расхода воды в реке, приходящейся на 1 м фронта потока, q.

                           

   

   Площади ω^’ будет соответствовать наименьшее отверстие моста L_min = 280м. Подобным построением в обратном порядке можно найти положение первого берегового устоя соответствующее отверстию моста L_min. Варьируя между крайними значениями  L_max и L_min  , можно найти наиболее приемлемое решение при назначении итогового отверстия моста. Длину моста принимаем: L = 320м.

   Исходя  из длинны моста и длинны стандартных металлических пролетных строений с ездой поверху количество пролетов принимаем равным 6 пролетов расчетной длины 55,0 м. 

   2.3 Определение высоты подходной насыпи

   Минимальная отметка проектной линии определяется по формуле:

                          ,              (2.6)                     

где УВВ = 138,8м - наибольший уровень высокой воды заданной вероятности превышения; z = 1м - величина максимального подпора перед насыпью вызванного стеснением потока мостовым переходом; ∆h_set - высота ветрового нагона; ∆h_run - высота наката ветровой волны на откос сооружения.

   Высоту  ветрового нагона ∆h_set (м), при отсутствии натурных наблюдений, рассчитываем по приближенной формуле:

                           ,                        (2.7)

где α_ω – угол между продольной осью водоема и направлением ветра, град (принимаем самый опасный случай α_ω = 0); g = 9,81м/с² – ускорение свободного падения; V_w = 20 м/с - скорость ветра;  к_ω =2,1*10^-6 –  коэффициент, принимаемый в зависимости от скорости ветра; L = 3000м - длинна разгона волны.

   Глубина воды в акватории h_a определяется по формуле:

                                                   ,                                                   (2.8)

где w_a - площадь живого сечения акватории; L_a - длинна акватории.

   Значения  для w_a и L_a определяются при H^/_max = 138,8м. Таким образом, L_a = 3080м; w_a = 50142м².

                                           

   

   

   Тогда минимальная высота подходной насыпи равна:

                           . 
 
 
 
 
 
 
 

   

   

   Список  литературы:

1. СТН-Ц-01-95. Железные дороги колеи 1520мм. Строительно-технические нормы МПС. М., 1995. 83 с.
2. Изыскания и проектирование железной дороги. И.И. Кантор М.: ИКЦ «Академкнига», 2003.
3. Лапидус Б.М., Пехтеров Ф.С., Терёшина Н.П. Регионалистика М.: УМК МПС России 2000. 442с.
4. Матвиенко В.С., Лукъянович Т.О., Скрипников В.М. Проектирование участка новой железной дороги. Новосибирск: СГУПС, 2007. 195с.