Определение максимальной глубины расчетного общего размыва

Все изложенные выше способы расчета общих размывов дают возможность определения средней глубины в подмостовом русле h_рм после общего размыва. Однако при проектировании мостов их опоры необходимо фундировать исходя из фактической максимальной глубины в русле h_{рм max} (рис. 16.12).

Рис. 16.12. Схема к определению расчетного для опор моста максимального общего размыва

Для перехода от расчетной средней глубины после размыва к максимальной уже в течение ряда десятилетий используют физически ясный показатель - коэффициент формы русла (отношение максимальной глубины в русле к ее среднему значению). При этом различают:

коэффициент формы русла бытовой

где

h_{рн max} и h_рн - максимальная и средняя бытовые (до размыва) глубины в русле, соответственно (см. рис. 16.12);

коэффициент формы русла под мостом после размыва

где

h_{рм max} и h_рм - максимальная и средняя глубины в русле под мостом после общего расчетного размыва, соответственно (см. рис. 16.12).

При этом величина максимальной (расчетной для опор мостов) глубины общего размыва определялась:

h_{рм max} = a_рмh_рм, где (16.13)

h_рм - средняя глубина расчетного общего размыва.

Анализ многочисленных натурных данных и результатов лабораторных экспериментов свидетельствует о том, что коэффициент формы русла под мостами, как правило, не остается неизменным во времени и величина его может меняться в ходе размыва как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения, и назначение его неизменным в ходе размыва может приводить в одних случаях к опасным инженерным решениям, а в других - к излишним запасам устойчивости и, следовательно, к омертвлению капитальных вложений.

Как показали исследования, выполненные С.Н. Лушом, величина конечного (расчетного) коэффициента формы русла под мостами a_рм зависит от коэффициента общего размыва, определяемого степенью стеснения потока подходами, временем воздействия расчетного паводка и его формой, крупностью современного аллювия, шириной разлива речного потока в паводки, инженерно-геологическим строением русла и т.д.

В течение истекшего столетия все предложения по расчетам изменения коэффициента формы подмостового русла сводились к разработкам зависимостей двух видов: увеличения подмостового коэффициента формы русла a_рм > a_рб (Л.Л. Лиштван, И.И. Херхеулидзе, А.М. Латышенков) и сохранения его бытового значения a_рм = a_рб (Н.А. Белелюбский, Е.В. Болдаков, О.В. Андреев).

Если первая группа методов почти всегда определяла излишние (необоснованные) запасы устойчивости опор мостов с соответствующим омертвлением капитальных вложений, то вторая давала более достоверные значения максимальных расчетных глубин общего размыва.

Согласно данным натурных измерений под существующими мостами в ряде случаев коэффициенты формы подмостового русла после размыва оказываются близкими к бытовым их значениям, хотя отдельные отклонения могут достигать 25 % и более (рис. 16.13).

Рис. 16.13. Коэффициенты формы подмостовых русел до и после размыва (по данным проф. О.В. Андреева). Кружками показаны точки, соответствующие мостам с уширением подмостовых русел

На основе анализа и обобщения натурных данных, данных лабораторных экспериментов и результатов математического моделирования с использованием математической модели поструйного расчета общего размыва в руслах, разработанной С.Н. Лущом на базе программы «Гидрам-3», удалось установить, что в ходе общих размывов подмостовых русел с однородным геологическим строением размываемого дна имеет место тенденция уменьшения коэффициента формы подмостовых русел (рис. 16.14).

Таким образом, при определении максимальных глубин общего размыва (расчетных для опор мостов) по формуле (16.13) коэффициент a_рм можно определять двумя способами:

Рис. 16.14. Изменение коэффициента формы русла под мостами a_рм в ходе размыва (по данным С.Н.Луща):
а - данные математического моделирования; б - данные моделирования в гидравлическом лотке

по условию сохранения после размыва бытового значения коэффициента формы подмостового русла (с некоторым запасом)

a_рм = a_рб

по формуле С.Н. Луща

где

- расчетный коэффициент общего размыва;

h_pб и h_рм - средние глубины в русле под мостом до и после общего размыва.

Дата добавления: 2015-06-04