Проектирование и изыскания в дорожном строительстве

 

По данным таблицы 5 строим клетчатку вероятностей (рисунок 1) и определяем величину превышения уровня воды при вероятности превышения 1% .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2  Определение  расчетного уровня высоких вод

 

Величина расчетного уровня высоких вод определяется по формуле:

где УМВ – уровень меженных вод, ДТМ – величина превышения уровня воды при вероятности превышения 1%, найденная по клетчатке вероятностей.

1 вариант

– для большого моста:

– для малого моста:

2 вариант

– для большого моста:

– для малого моста:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Технико-экономическое сравнение вариантов трассы

 

 

Таблица 6 – Технико-экономическое сравнение вариантов трассы

Наименование показателей	Единица измерения	Значение
		1 вариант		2 вариант
		большая река	малая река	большая река	малая река
1 Протяженность трассы	км	5,59366		5,85271
2 Угол пересечения  водотока	град	90°	86°	90°	45°
3 Ширина русла  реки	м	125	5	125	25
4 Ширина разлива  реки	м	700	700	1200	1400
5 Длина моста	м	194	88,4	254	190
6 Ширина моста	м	14	14	14	14
7 Стоимость  строительства    дороги	тыс. руб	2542,318		2660,057
8 Стоимость  строительства моста	тыс. руб	2714,859	709,058	3554,506	1523,994
9 Полная стоимость	тыс. руб	5966,235		7738,557
10 Годовые эксплуатационные расходы на ремонт:         – дороги         – моста	тыс. руб	62,287		65,171
		2,173	0,990	2,845	2,128
11 Полные расходы	тыс. руб	65,450		70,144
12 Приведенные  затраты	тыс. руб	781,398		998,771

 

Вывод - принимаем для проектирования 1 вариант трассы, так как он более экономичен.

 

 

 

 

 

Длину моста рассчитываем по формуле:

где Вр - ширина реки, Вп - полная ширина реки (ширина разлива).

1 вариант

– длина большого моста 

– длина малого моста 

2 вариант

– длина большого моста

– длина малого моста 

Ширину моста  рассчитываем по формуле:

где Г = 11,5м – габарит моста для II технической категории дороги;

      Т = 0,75м – ширина тротуара;

      О = 0,3м – ширина ограждения проезда;

      ∆п = 0,2м – ширина, необходимая для установки перил.

Затраты на строительство  автомобильной дороги определяются по формуле:

где Lд - длина дороги, км;

      Нд = 450 тыс.руб/км - удельные капитальные вложения в строительство 1 км дороги II категории;

      К1 = 1,01 - коэффициент, учитывающий территориальный район строительства (Нижний Новгород).

1 вариант

2 вариант

Стоимость строительства  моста определяем по формуле:

где Lм – длина моста;

      Вм – ширина моста;

      Нм – удельные капиталовложения в строительство 1 м² моста, тыс. руб/м²;

      К2 = 1,06 - коэффициент, учитывающий территориальный район строительства (Нижний Новгород);

      К3 = 1,15 - коэффициент, учитывающий сложность регуляционных сооружений (для средней сложности).

1 вариант

– для большого моста

– для малого моста

2 вариант

– для большого моста

– для малого моста

Годовые эксплуатационные расходы на ремонт и содержание дороги  определяем по формуле:

где Р = 2,45% – процент среднегодовых эксплуатационных затрат от стоимости строительства для дорог с капитальным дорожной одежды;

      Кд – затраты на строительство дороги.

1 вариант

2 вариант

Годовые эксплуатационные расходы на ремонт и содержание моста  определяем по формуле:

1 вариант

– для большого моста

– для малого моста

2 вариант

– для большого моста

– для малого моста

Приведённые затраты  определяем по формуле:

где Ен = 0,12 - нормативный коэффициент экономической эффективности капиталовложений;

      К - стоимость дороги,

      С – полные эксплуатационные затраты.

1 вариант

2 вариант

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 Морфометрические  расчеты

 

 

Скорость течения  на различных участках реки определяется по формуле:

где m – коэффициент шероховатости, определяется по характеристикам пойм;

       H – глубина реки от УВВ, м;

       I – гидравлический уклон (продольный уклон реки).

Элементарный  расход определяется по формуле:

где υ –  скорость течения, м/с;

      Н – глубина реки от УВВ, м.

 

 

 

 

 

Полный расход определяем по формуле:

где υ – средняя скорость течения на участке, м/с;

      F – площадь  поперечного сечения воды, м.

Находим расход воды в левой пойме (Qпл):

Находим расход воды в русле (Qр):

 

Находим расход воды в правой пойме (Qпп):

Находим общий расход воды (Q):

Определяем  коэффициент увеличения руслового расхода:

 

7 Расчет  отверстия моста и размывов  в русле реки

 

 

Отверстие моста  – горизонтальное расстояние между  внутренними гранями или конусами насыпей, за вычетом промежуточных опор, измеренное при РУВВ перпендикулярно к течению потока. Русловые деформации разделяют на общий и местный размывы.

Общий размыв –  это понижение дна русла, а  в некоторых случаях и пойм, под мостом вследствие увеличения скорости течения воды в стеснённом потоке.

Местный размыв – это дополнительное понижение русла на ограниченном пространстве в месте набега водного потока на преграду (опора, насыпь, регуляционное сооружение и др.в месте набега водного потока на преграду пойм, под мостом вследствие увеличения скорости течения воды в стеснённом потоке). Значительное стеснение водотока и сокращение отверстия моста экономически выгодно, если русловые деформации не превышают допустимые разливы. Отверстие моста не должно быть менее устойчивой ширины русла, поэтому мост наименьшей длины имеет отверстие, равное ширине русла.

 

7.1 Мост минимальной  длины

 

Глубина русла  под мостом наименьшей длины после  общего размыва составит:

где hрб,max – бытовая глубина русла, м,

      Qрм = Q – полный расход воды, м³/с,

      Qрб –  расход воды в русле, м³/с,

      - ширина русла под мостом,

      λ = 0,05 – относительная ширина опоры.

Полученное  значение должно удовлетворять равенству:

Условие выполняется, значит принимаем мост минимальной длины:

 

7.2 Расчет величины допустимого размыва

 

Находим величину местного размыва у опоры моста  или глубину воронки:

где K = 0,65 – коэффициент формы опоры;

      d = 0,47 мм – диаметр частиц грунта;

    b – ширина опоры, м:

      Lм = 80 м – ширина реки IV класса по судоходству (низовое направление);     

      υрм – скорость течения в русле, м/с:

      υрб – максимкльная скорость течения в русле, м/с;

      βр – коэффициент увеличения руслового расхода.

     Qрм – расход воды под мостом с учетом размыва, м³/с;

     Qрб – расход воды в русле, м³/с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.3 Определение длины сваи

 

 

Рисунок 3 – Схема высокого свайного ростверка

 

Определяем  длину сваи по формуле:

где ;

      Δ = 0,15 - относительная ошибка;

      Φ = 2 м – заделка сваи;

     - колебания уровня воды.

Принимаем сваю длиной 6 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 Расчет  подпора перед мостом

 

Подпор –  местное повышение уровня воды в  русле, вследствие стеснения потока водопропускными сооружениями, который определяется по формуле:

где l0 – длина зоны сжатия, м;

      β – коэффициент увеличения руслового расхода;

      χ – относительная длина верховой струенаправляющей дамбы;

      I – уклон водной поверхности;

 

 

Рисунок 4 – Определение подпора перед мостом

 

Длина зоны сжатия определяется по формуле:

где Вразл = 700 м – ширина разлива реки;

      L = 125 м – ширина русла.

где – ширина меньшей поймы;

      – ширина большей поймы.

где lв – длина верховой струенаправляющей дамбы, определяем по таблице 7.

Таблица 7

β	≤1,2	1,25	1,50	1,75	2,00	2,50
lв/L	0	0,15	0,30	0,45	0,60	0,75

β = 1,42, тогда lв/L = 0,25 =>

Определяем  подпор у насыпи на границе разлива:

 

 

9 Определение  минимальной отметки проезда  по мосту

 

 

На судоходных реках отметка проезда равна:

где РСУ - находим по рисунку 3;

      Г = 7м – подмостовой судоходный габарит;

      hконстр = 1,7м – строительная высота пролетного строения;

Определяем  номер года расчетного половодья:

где а = 1/25 – вероятность превышения расчетного паводка  для IV класса реки по судоходству;