Расчет подпора на мостовом переходе

Стеснение паводочного потока подходами к мосту приводит к нарушению его бытового режима на значительном протяжении вверх и вниз от оси моста: увеличению скоростей течения, деформациям русла и свободной поверхности потока. Расчет кривых свободной поверхности на мостовых переходах - одна из наиболее сложных и важных задач. Для оценки величины деформации свободной поверхности необходимо определить величину подпоров (см. рисунок):

· начального подпора Δ Z₀ в начале сжатия потока;

· полного подпора Δ Z в створе с максимумом подпора;

· подпора у насыпи Δ Z_н;

· подмостового подпора Δ Z_м в створе самого моста.

Начальный подпор необходимо знать для построения кривой сво­бодной поверхности вверх и вниз по течению от начала сжатия потока. Без знания величины
полного подпора невоз­можно вычислить подпор у насыпи, необходимый для назначения мини­мальной отметки бровки земляного полотна на подходах к мосту. В соответствии с величи­ной подмостового под­пора назначают отметки бровок струенаправляющих дамб.

6.1 Определим начальный подпор:

, (1)

К – корректив начального подпора

при

при

Р_ω – коэффициент размыва под мостом на пике расчетного паводка

W_пр, W_др – площади живых сечений под мостом до и после размыва

, так как Р_ω > 1, 2

ε – относительный начальный подпор

(2)

h_б – средняя глубина всего потока, h_б = 4, 388м.

Начальный подпор по формуле (1) определяется методом последовательных приближений. На первом этапе задаются ε ₁ = 1, затем вычисляется начальный подпор Δ Z₀₁ при ε ₁ = 1. На втором этапе по формуле (2), подставив в нее значение Δ Z₀₁, находят относительный подпор ε ₂ и соответствующий ему подпор Δ Z₀₂. Процесс продолжается до тех пор, пока не будет выполнено условие / ε _i- ε _i-1 / 0, 01.

ε ₁ = 1, тогда

(м),

.

(м),

Принимаем Δ Z₀ =-0, 079284м.

6.2 Полный подпор определяется по формуле:

, где

l_z – расстояние от моста до створа полного подпора

Так как ε = 1, то l_z = l_сж = 471, 727 м, тогда Δ Z = Δ Z₀ = -0, 079284 м.

6.3 Определим подпор у насыпи:

(м).

6.4 Определим подмостовой подпор:

, где

К_м – корректив подмостового подпора, так как Р_ω > 1.2, то

α _б, α _м – коэффициенты Кориолиса определяются по формулам:

- в бытовом сечении, где

V_б – средняя скорость течения всего потока, V_б = 1, 468м/с

- в подмостовом сечении

ε _м – относительный подмостовой подпор

.

Подмостовой подпор определяется методом последовательных приближений.

ε _м1 =1, тогда

.

Принимаем Δ Z_м = - 0, 7446 м