Длина участка укрепления от размыва за трубой будет равна:

м, (3.25)

где d(b) – диаметр (ширина) водопропускной трубы. Для прямоугольной трубы, установленной на ПК 09+85,00 b=2,00 м.

В курсовой работе принимаем длину участка укрепления от размыва за трубой равной:

, (3.26)

При известной длине укрепления lукр глубина воронки размыва за ним D может быть подсчитана приближенно по методу О. В. Андреева. Порядок расчета следующий:

1. Определяем отношение . В курсовой работе отношение = 3.

2. Находим величину в зависимости от отношения по табл. XIV.26 [3]: =0,65.

3. Вычисляем глубину воронки размыва за жестким укреплением:

, (3.27)

Глубина ковша размыва будет равна:

, (3.28)

Длину зуба укрепления вычислим по формуле:

, (3.29)

Ширина укрепления Вукр может быть равна ширине спланированного выходного участка В, при этом для труб Вукр =(5…7)×d(b). Определим Вукр по прил. 2 курсовой работы: Вукр =11,44 м.

Длина участка укрепления перед трубой будет равна:

, (3.30)

Ширина участка укрепления перед трубой определим по прил. 2 курсовой работы: =12,80 м.

Тип укрепления назначается по приложению 22 [5] исходя из скорости на входе и выходе из трубы. Все рассчитанные параметры укрепления русел круглой и прямоугольной труб внесены соответственно в таблицы 3.4 и 3.5.

Укрепление откосов осуществляется путем укладки одерновки, для чего необходимо подсчитать ее площадь.

Площадь одерновки определим, как сумму площадей трапеций, расположенных справа, слева и над входным оголовком, для чего необходимо определить геометрические параметры трапеции на откосе.

Длина укрепления одерновки на откосе у портала будет равна

, (3.31)

где lоткр – длина открылка, равная 4,50 м;

a – угол наклона откоса насыпи, равный ;

b – угол, который составляют открылки с осью трубы, равный

Длина укрепления на откосе по краю одерновки будет равна

, (3.32)

где x – ширина укрепления, равная 1,00 м.

Длина укрепления одерновки над входным оголовком будет равна

(3.33)

где Вукр – ширина участка укрепления перед трубой (таблицы 3.4 и 3.5), равная 12,80 м;

g - косина сооружения (таблица 1.1), равная

Площадь одерновки справа и слева портала вычисляется как площадь трапеции по формуле

. (3.34)

Площадь одерновки над входным оголовком вычисляется как площадь прямоугольника по формуле

. (3.35)

Общая площадь одерновки будет равна

. (3.36)

Укрепление выходного оголовка рассчитывается аналогично. Результаты расчета укрепления откосов труб приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Ведомость укрепления откосов у труб

3.6 Конструирование водопропускных труб.

Определение длины трубы с учетом конструктивных элементов ([6]).

, (3.37)

где n – количество звеньев, равное 18;

1,00 – длина звена, м;

0,03 – расстояние между звеньями, м.

Длина трубы с учетом оголовка.

, (3.38)

где M – длина оголовка, равная 3,20 м. ([6])

Результаты конструирования круглых и прямоугольных водопропускных труб приведены в таблицах 3.2 и 3.3 соответственно.

3.7 Определение горизонта подпертых вод.

Для определения горизонта подпертых вод необходимо знать глубину воды перед трубой и отметку русла лотка. Тогда значение можно будет вычислить по следующей формуле ([6]):

, (3.39)

где Н – высота воды перед трубой, равная 1,97 м;

отм. русла – отметка русла, равная 47,00 м.

Результаты расчета горизонта подпертых вод у круглых и прямоугольных водопропускных труб приведены в таблицах 3.2 и 3.3 соответственно.

4. Гидравлический расчет малого моста (ПК 09+85,00)

4.1 Установление схемы протекания воды под мостом.

Для того, чтобы правильно определить схему протекания воды под мостом, необходимо определить бытовую глубину потока.

Исходные данные:

- расчетный расход Qp = 30,24 м3/с;

- уклон лога у сооружения iл = i0 = 0,0037;

- заложение склонов: правого mпр = 42,18; левого mл = 40,36;

- укрепление лога – одерновка плашмя.

1. По приложению 23 [5] устанавливаем коэффициент шероховатости для заданного типа укрепления n = 0,03.

2. Так как сечение суходола при заданных уклонах треугольное, то принимаем

(4.1)

3. Определяем значение расчетной расходной характеристики

м3/с (4.2)

4. Используя способ подбора, произвольно назначаем h1 = 1 м и последовательно подсчитываем: