Проектирование и Расчет нагорной канавы

ПРОЕКТ ВЫЕМКИ

Выемка – заглубленное линейное сооружение, построенное на трассе дороги посредством изъятия грунта на заданную глубину и обеспечивающее размещение верхнего строения пути на заданных в проекте ж. д. отметках ниже поверхности земли. Элементы выемки: основная площадка, кюветы, закю-ветные полки (при необходимости), откосы, банкеты или соответствующие планировки грунтовой поверхности (с нагорной стороны), забанкетная и нагорная канавы. Вдоль выемки с одной или обеих сторон часто размещают кавальеры, сооружаемые планировкой грунта, полученного при разработке выемки. Ширина основной площадки в выемке регламентируется Строительными Нормами и Правилами и зависит от категории ж.-д. линии. В необходимых случаях для предупреждения пучин и других деформаций заменяют грунт в слое под проектным очертанием основной площадки, соответственно изменяя конструкцию выемки. Крутизна и очертания откосов зависят от свойств и состояния грунтов, прорезываемых выемкой. При глубине выемки до 2 м откосы нередко делают более пологими для уменьшения заносов снегом и песком. Откосы выемок глубиной до 12 м в глинистых, супесчаных и песчаных грунтах при благоприятных природных условиях имеют крутизну 1:1,5. Поверхностный водоотвод осуществляют обычно по кюветам, банкетам, забанкетной и нагорной канавам. Откосы выемок глубиной 2-12 м укрепляют, как правило, травосеянием; при большей глубине травосеяние применяют при устройстве, например, железобетонной обрешетки на откосе выемки; для предупреждения сплавов, ветровой эрозии (в пустынях) иногда используют специальные способы крепления. Для обеспечения стабильности земляного полотна в выемках при размещении их в скальных породах, на неустойчивых косогорах, при наличии грунтовых вод, на подходах к тоннелям и в других сложных условиях может потребоваться сложный комплекс защитных и укрепительных сооружений (подпорных стенок,дренажей)

При проектировании канав необходимо выполнять следующие условия:

1. Канава должна пропускать весь расчетный расход воды без переполнения. Чтобы канава не переполнялась, ее сечению придается запас по глубине не менее 0,20м.

2. Строительные расходы должны быть минимальными.

3. Эксплуатационные расходы должны быть минимальными.

Для выполнения этих условий необходимо, чтобы выполнялось условие:

[ Uзаил]<U;

[ U_разм ]>U,

где [U_разм ] и [U_заил ] – допускаемые скорости воды в канаве соответственно

по условиям размыва и заиливания.

Значение [U_разм ] зависит от типа крепления канавы. Применяются три типа крепления:

1. одерновка-травосеяние [U_разм ]=0,9м/с

2. с помощью каменной наброски [U_разм ]=2м/с

3. бетонное укрепление [U_разм ]=5-6м/с

Проектирование канав ведется по участкам при соблюдении рассмотренных выше требований. При их выполнении для каждого участка расчетом подбирается такое сечение канавы и такой уклон дна, при которых заданный расход воды Qз отличался бы от расчетного Qр не более, чем на 5%.

Для трапецеидального сечения канавы равна:

, (2.1)

где К для случая m₁=m₂=1,5 равно

(2.2).

Значение для канав обычно R£1 м).

Гидравлически наивыгоднейшая площадь живого сечения м²:

(2.3).

Если окажется, что b<0,6 м, принимаем b=0.6 м. Производится перерасчет h при сохранении площади живого сечения w = 1,018 м² по формуле:

,

решая это уравнение относительно h, получаем:

(2.4).

Гидравлический радиус будет равен:

,

где w - площадь живого сечения;

c - смоченный периметр.

Для трапецеидального сечения: c = b + Kh,

Коэффициент Шези С равен:

(2.5).

Скорость течения воды в канаве:

м/с (2.6).

После расчета производится проверка, допустима ли данная скорость для принятого типа укрепления. Допускаемые (неразмывающие) средние скорости течения для искусственных укреплений, м/с принимаются в соответствии с табл. 4 учебного пособия "Проектирование железнодорожного пути"

Если для расчета была принята площадь наивыгоднейшего живого сечения, которая не сохраняется для b=0,6 м, определяется расчетный расход:

м3/с. (2.7)

Расчетный расход Q_р не должен отличаться от заданного Q более чем на допустимые 5%.

Дата добавления: 2015-08-31