Глава IX НАЗНАЧЕНИЕ ОТВЕРСТИИ МОСТОВ В ОСОБЫХ УСЛОВИЯХ (ИЗЫСКАНИЯ ЧЕРЕЗ ВОДОТОКИ)

 

  Главная      Учебники - Разные     НИМП-72 Наставление по изысканиям и проектированию железнодорожных и автодорожных мостовых переходов через водотоки (1972 год)

 

поиск по сайту            правообладателям  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание      ..     19      20      21      22     ..

 

 

 

 

Глава IX НАЗНАЧЕНИЕ ОТВЕРСТИИ МОСТОВ В ОСОБЫХ УСЛОВИЯХ (ИЗЫСКАНИЯ ЧЕРЕЗ ВОДОТОКИ)

§ 56. НАЗНАЧЕНИЕ И РАСЧЕТ ГРУППОВЫХ ОТВЕРСТИИ. ОТВЕРСТИЯ С ШАНДОРНЫМИ ЗАТВОРАМИ


1. На мостовых переходах через равнинные реки с поймами, пропускающими во время паводков значительную часть расхода, в некоторых случаях целесообразно устройство группы водопропускных отверстий, состоящей из отверстия через коренное русло и отверстий на пойме (рис. 1), особенно если на пойме имеются постоянно действующие протоки. Окончательное решение принимают в результате сравнения вариантов. При сравнении наряду с другими показателями учитывают:

а) сохранение рукавов и проток для нужд водоснабжения, судоходства и рыбного промысла; б) улучшение условий движения судов у моста через коренное русло; в) снижение подпора; г) уменьшение заболачивания пойм.

2. Размещение и число групповых отверстий (см. рис. I) зависят от распределения расхода по ширине реки и от сложившегося в бытовых условиях деления потока на части. Кроме моста через коренное русло, мосты могут быть назначены на рукавах, протоках и в пониженных местах поймы при большом удельном расходе воды. Следует стремиться к равномерному размещению водопропускных отверстий по ширине потока, избегая близкого расположения их друг к другу, так как деление потока между близкорасположенными мостами может быть неустойчивым. Оптимальные размеры отверстий мостов и их размещение окончательно устанавливают сравнением вариантов.

3. Распределение расхода воды и сложившееся в бытовых условиях деление потока на части устанавливают по эпюрам элементарных расходов в трех створах: в створе перехода, выше и ниже его. Последние назначают от перехода на расстоянии около половины ширины разлива.

Если живые сечения потока в районе перехода однообразные, можно ограничиться одним створом.

На ситуационный план перехода накладывают эпюры расходов на вертикалях. По ним с учетом ситуационных особенностей участка реки устанавливают плановые границы ярко выраженных частей потока (рис. 2).

На реках с блуждающими руслами, где деформации русла развиваются быстро и имеют беспорядочный характер, более одного отверстия на общем разливе реки, как правило, не назначают.

4. Групповые отверстия рассчитывают по гидрографу расчетного павода, так как деформации подмостовых русел и водопропускная способность отверстий, находящихся на общем разливе, связаны и развиваются совместно.

В результате расчета должны быть получены: а) графики изменения расхода воды во времени в каждом отверстии; б) ход деформации дна в подмостовых сечениях во времени; в) изменение максимального подпора у подходных насыпей во время паводка.

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Схема размещения групповых отверстий на поперечном сечении реки:
1 — эпюра расходов на вертикалях; 2 — граница потоков, направленных в отверстия I и II; 5 —то же. в отверстия II и III

 

 

Когда пойменный мост проектируется на пойме, где нет влечения донных наносов, и трудноразмываемые грунты залегают на большой глубине, рекомендуется рассчитать групповые отверстия на пропуск реально наблюденной последовательности нескольких паводков и один расчетный паводок, чтобы определить возможную предельную глубину размыва в пойменном отверстии.

5. Расчет групповых отверстий следует начинать с разбивки гидрографа расчетного паводка и соответствующего ему графика уровней на отдельные ступени, как при расчете общего размыва под мостами (см. § 51). Для каждой ступени порядок расчета следующий:

1) определяют расходы воды нестесненного потока в частях живого сечения (русле, протоках, поймах) для двух состояний дна реки:

в бытовых условиях;

с учетом общего размыва дна, происшедшего в отверстиях мостов за время, предшествующее расчетному интервалу.

Если при изысканиях выполняют гидрометрические работы во время паводка, распределение воды между частями живого сечения в бытовых условиях определяют по снятым в натуре эпюрам элементарных расходов; при морфометрических изысканиях — расчетом по характеристикам частей створа. Для размытого дна распределение расходов также находят расчетом по морфологическим характеристикам створа;

2) рассчитывают расходы, пропускаемые каждым отверстием из условия равенства максимального подпора для всех отверстий. При этом общий расход водотока должен быть равен сумме расходов в отверстиях.

 

 

Рис. 2. Схематический план перехода: 

 

Максимальные подпоры определяют по формуле (46, гл. VIII), учитывая при этом деформацию дна за время, предшествующее расчетному интервалу (см. § 55);

3) определяют деформации дна (размыв, намыв) в отверстиях мостов по уравнению баланса донных наносов.

Подробный пример расчета групповых отверстий по гидрографу паводка приведен в книге [56].

6. При сравнении вариантов допускается приближенный расчет групповых отверстий по максимальному расходу воды на пике расчетного паводка [55]. В этом случае общий размыв в отверстиях мостов при влечении наносов определяют по скоростям динамического равновесия русел, а при отсутствии влечения наносов — по размывающим скоростям (см. § 50).

7. При пересечении малых водотоков (мелиоративных каналов, ручьев) пойменной насыпью мостового перехода, отвод которых в русло реки или ее рукав невозможен, допускается предусматривать на пересечениях малых водотоков малые мосты и трубы с шандорными затворами. Во время паводка на основной реке шандорные затворы закрывают.

Шандорные отверстия рассчитывают на пропуск только собственных расходов указанных водотоков в периоды между паводками на основной реке.

Не допускается устройство шандорных мостов через крупные притоки, имеющие общий разлив с основной рекой, и постоянно действующие рукава реки, в которых движутся наносы.

 

 

§ 57. ОТВЕРСТИЯ ПРИ ПЕРЕМЕННОМ ПОДПОРЕ

1. Мостовые переходы, расположенные в зоне переменного подпора от паводка другой реки или от ветрового нагона, рассчитывают на пропуск собственных паводочных расходов воды согласно указаниям § 50 и 51 и проверяют на пропуск расходов, возникающих в отверстии моста вследствие подпора со стороны его источника.

Размеры отверстия моста и высоту земляного полотна на подходах принимают для наиболее напряженных условий работы перехода при наибольших скоростях течения и наибольшем уровне воды.

В условиях подпора на мостовом переходе возможны три расчетных случая, рассмотренные ниже в пп. 2, 3 и 4.

2. На пересекаемом водотоке паводка нет; меженный расход пренебрежимо мал; наполнение зоны аккумуляции происходит без значительного перепада (приращения уровня воды по времени

 

 

 

 

 

Среднюю бытовую скорость в русле определяют по формуле

 

 

Рис. 4. Схема прохода паводка подпираемой реки при предварительно заполненной зоне аккумуляции: а — план в горизонталях зоны аккумуляции; б — продольный профиль подпираемой реки;
1 — источник подпора; 2 — подпираемая река; 5 —граница зоны предварительной аккумуляции; —предварительно аккумулированный объем воды Wак; 5 —створ мостового перехода

 

 

 

 

Ординаты указанных графиков вычисляют, задаваясь интервалами подъема или спада уровня воды от источника подпора.

6. Если собственный паводок на подпираемой реке проходит под мостом по мощному ледяному покрову подпертой воды от реки или водохранилища, отверстие моста проверяют на пропуск расчетного расхода, принимая поверхность льда за неразмываемое дно.

Определяют расчетный уровень воды и скорость течения под мостом.

Так как паводочный расход ниже моста растекается по ледяному покрову подпирающей реки или водохранилища, то отверстие моста будет работать как незатопленный водослив.

 

 

Определяют критическую глубину Нкр под мостом по формуле

7. При переходах в устьевых участках рек, впадающих в нижние бьефы водохранилищ, необходимо выяснить, как изменились уровни воды в нижнем бьефе по сравнению с бытовыми в различные фазы гидрологического режима.

Если расчетный уровень реки, на который проектируется мостовой переход, сопрягается с пониженным против бытового уровнем нижнего бьефа водохранилища (что наблюдается при прохождении паводков на притоке во время накопления воды в водохранилище), то в устьевом и прилегающем к нему участках свободная поверхность паводочного потока будет иметь вид кривой спада. Скорость течения на этом участке реки станет больше бытовой, и размыв будет происходить активнее, чем в бытовых условиях. 

 

§ 58. ОТВЕРСТИЯ ПРИ ПРИЛИВНО-ОТЛИВНЫХ ЯВЛЕНИЯХ

1. Ориентировочно отверстие моста определяют для наиневыгоднейших условий (период отлива) по формуле

 

 

§ 59. РАСЧЕТЫ В УСЛОВИЯХ ЗАРЕГУЛИРОВАННОГО СТОКА В КАНАЛАХ

 

1. Проектирование мостовых переходов через каналы, а также через реки ниже шлюзов и плотин вызывает необходимость выполнения расчетов зарегулированного стока.

Гидравлические расчеты открытых русел сводятся к решению уравнения равномерного движения относительно одной из входящих в него величин при заданных значениях остальных величин:

 

 

3. Превышение расчетных скоростей в канале может вызвать деформации и разрушения откосов, а значительное снижение этих скоростей — заиление за счет оседания наносов.

Значения допускаемых скоростей зависят от характера грунтов канала, а для каналов с одеждой — от типа укреплений откосов и дна и могут быть определены по нормативным документам [65, 79].

Отвертие моста через канал должно быть не менее его ширины по урезам воды.

Увеличение бытовой скорости под мостом за счет стеснения живого сечения промежуточными опорами согласовывается с организацией, эксплуатирующей канал.

4. Ниже приведены рекомендации по назначению отверстий мостов через наиболее крупные каналы.

Деривационные каналы предназначаются для подвода воды к гидроэлектростанциям от водозаборов на реках, водохранилищах, озерах и т. п. Гидравлические параметры канала можно получить в организации, эксплуатирующей ГЭС.

 

 

Для определения отметки низа конструкции моста строят кривую расходов Q=f(H), по которой определяют уровень при расчетном расходе. К полученному уровню добавляют высоты ветрового нагона, 3/4 высоты ветровой волны и высоту волны потока при быстром эксплуатационном или аварийном сбросе максимальной нагрузки ГЭС. Полученные в результате учета перечисленных явлений уровень и расход воды принимают за расчетные.

Если канал проложен в насыпи, то минимальное отверстие моста определяется шириной канала по бровкам водоподпорных валов. При устройстве промежуточных опор длину моста увеличивают на их суммарную ширину. 

 

5. При пересечении соединительных судоходных каналов за расчетный принимают максимальный расход насосной станции перекачки, подающей воду в канал.

6. При пересечении обходных судоходных каналов, скорость течения воды в которых мала и имеет переменное направление, определяют только расчетный уровень. Колебания уровня в канале могут быть синхронны колебаниям уровня озера или водоема, часть которого обходит канал. Если на водоеме имеются посты с наблюдениями за длительный период, то за расчетный принимают уровень требуемой для моста вероятности превышения.

При отсутствии или недостаточности наблюдений за расчетный принимают максимальный уровень, установленный по следам на местности или опросом местных жителей. Расчетный уровень назначают с учетом высот ветрового нагона и ветровой волны.

7. Если обходной судоходный канал устроен на реке в обход порогов и мест, не пригодных для судоходства, то за расчетный принимают расход в месте его ответвления при уровне с заданной для мостового перехода вероятностью превышения. В месте пересечения канала уровень вычисляют по расчетным формулам при установленном расчетном расходе и учитывают ветровой нагон и высоту ветровой волны.

8. Мелиоративные каналы, как правило, перекрывают одним пролетом без нарушения режима потока в них. Промежуточные опоры устраивают лишь при согласовании с эксплуатирующими организациями.

Расчетный расход оросительных каналов зависит от расхода в головном водозаборном или распределительном сооружении и величины забора воды на орошение по длине канала. Данные для вычисления расхода или его величину устанавливают по проектным материалам.

Гидравлические параметры канала проверяют по приведенным выше формулам. Ветровой нагон и волну учитывают только на магистральных мелиоративных каналах.

9. Гидравлический расчет обводнительных и водопроводных каналов производят по максимальному расходу в головном водозаборном сооружении или у насосной станции, установленному по проекту канала. Нагон и высоту ветровой волны не учитывают.

10. Лесосплавные каналы рассчитывают при расходе, заданном в проекте канала. Если вычисленный уровень может быть превышен за счет образования в канале заломов сплавляемого леса, то за расчетный для мостового перехода принимают уровень, возможный при заломе.

 

 

§ 60. РАСЧЕТЫ ОТВЕРСТИИ И РЕГУЛЯЦИОННЫЕ СООРУЖЕНИЯ МОСТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ НА ГОРНЫХ РЕКАХ, КОНУСАХ ВЫНОСА И СЕЛЕВЫХ ПОТОКАХ

1. При пересечении реки в горном ущелье и бурном характере течения проектируемый мост по возможности должен перекрывать русло одним пролетом; опоры располагают за пределами горизонта высоких вод, желательно на коренных породах.

В этом случае гидрологические расчеты ограничиваются определением бытового уровня расчетной вероятности превышения методами, изложенными в гл. II и V.

Если фундаменты опор моста, защитных и подпорных стенок располагаются не на коренных породах, при заложении их учитывают возможность бытового размыва русла.

Если перекрытие потока одним пролетом невозможно и необходимо некоторое стеснение потока, то желательно устройство массивных направляющих стенок или дамб, плавно подводящих поток к отверстию.

В этом случае уровень под мостом определяют построением кривой свободной поверхности на участке стеснения [12].

Общий размыв под мостом определяют согласно указаниям § 50 и 51, а местный — § 52 и 53.

При косом пересечении водотока и значительном уклоне поверхности воды отметки уровней по концам моста будут сильно различаться, что необходимо учитывать при проектировании подходов и регуляционных сооружений.

2. На блуждающих реках без определенно выраженного главного русла для ориентировочных соображений при сопоставлении вариантов переходов используют формулу

 

 

 

 

В формуле (8) нижний предел принимают для больших рек с малыми уклонами, верхний — для бурных горных рек и блуждающих рек в неустойчивых берегах.

При проектировании переходов через блуждающие реки расчеты отверстий рекомендуется производить в соответствии с § 51.

Определение рационального отверстия моста производится на основании сопоставления вариантов с различными отверстиями мостов и соответствующими им схемами регуляционных сооружений.

3. При пересечении рек с блуждающим руслом регуляционные сооружения устраивают обычно в виде массивных струенаправляющих дамб, перекрывающих зону блуждания до коренных берегов (рис. 5).

Такое решение из-за значительной стоимости применяют при небольшой ширине зоны блуждания. Части дамб, примыкающие к мосту, устраивают криволинейными, а верховые участки, примыкающие к берегам, прямолинейными.

Отметки уровней воды под мостом и на протяжении дамб определяют по нескольким сечениям построением кривой свободной поверхности по уравнению неравномерного движения.

В простейших случаях расчетный уровень можно определять по формулам равномерного режима.

4. При большой ширине зоны блуждания, когда устройство регуляционных сооружений (рис. 5) вызывает крупные затраты, возможно устройство коротких дамб грушевидной формы с усилением подходной насыпи (рис. 6). 

 

Таблица 1

 

 

Рис. 5. Струенаправляющие дамбы, перекрывающие зону блуждания

Рис. 6. Короткие струенаправляющие дамбы:
1- дамбы; 2 — варианты усиления подходов; 3 — границы зоны блуждания

 

 

Следует учитывать, что при коротких дамбах образуются большие местные размывы, поэтому предусматривают мощное укрепление подошв земляного полотна и дамб. Решение принимают на основании сравнения вариантов длинных и коротких дамб. Регулирование также возможно с помощью серии массивных или сквозных шпор [84], направляющих русловые потоки в подмостовое русло (рис. 7). Размеры и компоновку назначают по детальному плану так, чтобы исключить возможность прорыва основного потока к насыпи. Если часть расхода будет притекать к насыпи и накапливаться до отметки, равной отметке голов струенаправляющих дамб, это необходимо учитывать при назначении высоты насыпи и дамб, а также предусматривать отвод воды из пазухи.

Регулирование потока шпорами с усилением подходов возможно по схеме, показанной на рис. 8. Подходная насыпь со стороны низкого берега пересекает зону блуждания косо, являясь несовершенной струенаправляющей дамбой; для защиты насыпи от размыва продольными течениями устраивают траверсы и укрепление верхового откоса земляного полотна.

5. При пересечениях конусов выноса в ряде случаев затруднительно установить отметки бытовых расчетных уровней в районе проектируемых сооружений. В этих случаях и при отсутствии на местности меток прошедших паводков бытовые расчетные уровни устанавливают приближенным способом.

 

 

 

 

Рис. 7. Регулирование потока дамбами и шпорами: 1 — дамбы; 2 — шпоры; 3— границы зоны блуждания 

 

 

Рис. 9. Схема к определению бытовой глубины на конусах выноса (lм =Вуст)

Рис. 10. Схема продольного профиля селевого лога на конусе выноса: 1— продольный профиль конуса; 2 — возможное очертание профиля после бытового размыва 

 

Эта глубина возможна в любой точке в пределах конуса выноса и является расчетной для назначения высоты регуляционных дамб и насыпи в пределах конуса выноса.

6. При расположении моста на конусе выноса, имеющем продольный профиль, подобный изображенному на рис. 10, следует считаться с возможностью изменения профиля за счет бытового размыва. Для приближенной оценки этого явления на продольном профиле графически подбирают параболическую кривую или проводят прямую в виде хорды, стягивающей выпуклость конуса. Величину Ah учитывают при назначении запаса в заложении фундаментов относительно глубины максимального размыва. При этом учитывают характер изменения крупности отложений по продольному профилю конуса. Если в створах ниже оси перехода отложены более крупные фракции, то разработка параболического профиля маловероятна.

На конусах выноса рекомендуется устраивать одно водопропускное отверстие. Наилучшим решением является устройство укрепленных дамб (валов) от оси перехода до горловины ущелья, с перехватом всего объема паводочного стока (рис. 11).

Уровни воды под мостом и в обвалованном русле определяют построением кривой свободной поверхности, причем в случае Относительно равномерного уклона построение возможно по формулам равномерного движения. 

 

Рис. 11. Схема струенаправляющих дамб на переходе конуса выноса: 1 — дамбы; 2 — трасса перехода

Рис. 12. Схема регулирования потока на конусе выноса: 1 — дамба; 2 — траверсы; 3 — шпоры

 

 

7. При значительном удалении перехода от горловины ущелья стоимость дамб может превысить стоимость моста; в этом случае компоновку перехода можно осуществить по рис. 12.

Мостовой переход трассируют по кривой с углом поворота большим, чем угол образующей конуса. Таким образом, перехват всего стока осуществляется подходными насыпями, которые должны быть надежно укреплены с устройством траверсов. Основной поток регулируют шпорами.

При значительном отдалении перехода от вершины конуса возможно комбинированное решение: поток регулируется по рис. 12, но в вершине конуса устраивают оградительные дамбы, уменьшающие зону растекания потока (см. рис. 11).

8. При больших размерах конуса иногда необходимо устройство двух и более отверстий. Тогда для каждого отверстия осуществляют регулирование по комбинированному типу, изложенному выше. При двух отверстиях каждое из них рассчитывают на 75% расчетного расхода, если не возводятся специальные сооружения в верховой части конуса, разграничивающие расход между сооружениями. При трех и более отверстиях каждое из них рассчитывают не менее чем на 50% расчетного расхода.

Если дорога пересекает конус, образованный выносами нескольких водотоков, возможно размещение нескольких водопропускных сооружений. Трассу намечают по нижней границе конуса, где количество отложений незначительно. Расчетный расход определяют для каждого водотока и суммарный для всех водотоков. Большие 

отверстия намечают на наиболее выраженных руслах, в промежутках— малые сооружения (мосты, лотки); для разграничения расхода между сооружениями устраивают водоразделительные дамбы.

9. При переходах через селевые водотоки возможны перечисленные выше случаи пересечения и компоновки сооружений, но при этом:

а) должна быть обеспечена незаносимость сооружений;

б) подмостовой габарит, высота дамб и земляного полотна должны назначаться с учетом возможного повышения уровней воды вследствие отложений за время эксплуатации сооружений.

 

 

 

 

Если мостовой переход через реку, протекающую в узком ущелье, располагается вблизи от устья значительного селевого притока, то возможно полное перекрытие реки боковыми выносами. Возможность такого явления устанавливают по сведениям о происшедших завалах; также оценивают вероятность прохождения максимального селевого паводка на притоке в период, когда в основной реке проходят незначительные расходы. Приближенные расчеты высоты завала выполняют по способу, изложенному выше.

11. Если установлено, что на селевом водотоке возможно формирование связных (структурных) селей и что они могут достичь створа мостового перехода, то размеры моста и необходимый подмостовой габарит следует принимать по данным о катастрофических селях на бассейнах, которые могут служить аналогами, с учетом следующих рекомендаций:

а) селевой поток должен быть перекрыт без стеснения;

б) мосты, как правило» должны быть однопролетными.

 

 

Рис. 13. Определение объема выноса: а — продольный профиль лога в устье; б — план;
1 — мост; 2 —дно до выноса; 3 — то же, после выноса; 4 — тело выноса

 

 

 

 

Рис. .14. Пример определения высоты отложений наносов 

 

Рис. 15. План размытого русла под существующим мостом

Рис. 16. Схема вариантов размещения отверстий проектируемых мостов относительно существующего моста:
1 — ось существующего мостового перехода;
2 — ось проектируемого мостового перехода с низовой стороны от существующего; 3 — то же, с верховой стороны

 

 

§ 61. ОТВЕРСТИЯ МОСТОВ, РАСПОЛАГАЕМЫХ ВБЛИЗИ СУЩЕСТВУЮЩИХ. ОТВЕРСТИЯ РЕКОНСТРУИРУЕМЫХ МОСТОВ

1. Если проектируемый мост располагают на минимальном расстоянии от существующего моста (10—30 м), то их рассматривают как совместно работающие на пропуск паводков; отверстие проектируемого моста принимают, как правило, равным существующему, а подпор перед верховым мостом увеличивают согласно рекомендациям § 55.

Отверстие назначают больше существующего, когда вследствие стеснения потока и размыва русло ниже створа перехода расширилось (рис. 15)

Предельное расстояние между мостами, на котором сказывается их гидравлическое взаимодействие, определяют согласно указаниям п. 6 § 55. Если 

 

 

 

 

 

§ 62. МОДЕЛИРОВАНИЕ МОСТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ

 

 

1. Моделированием называется воспроизведение на моделях в лабораторных условиях картины течения воды на мостовом переходе в целом или у отдельных его сооружений [33].

К моделированию прибегают для решения вопросов, не поддающихся обычным расчетам, а также для проверки принятых решений по сложным переходам.

С помощью моделирования удается внести в проект перехода улучшения, избежать ошибок и получить лучшее проектное решение.

2. Моделирование мостовых переходов могут выполнять организации, располагающие лабораторной базой, измерительной аппаратурой и кадрами соответствующей квалификации.

Моделирование выполняют в специальных лабораториях или на открытых русловых площадках. В гидравлической лаборатории модели переходов или сооружений устраивают в лотках. Русловые площадки обычно устраивают открытыми или в легких павильонах.

Моделирование крупного перехода в двух-трех вариантах требует от шести месяцев до полутора лет. Моделирование отдельных сооружений и фрагментов может быть выполнено за четыре — шесть месяцев.

3. Гидравлические модели бывают жесткие и размываемые. Жесткие модели делают из цемента, дерева, кирпича. В размываемых моделях дно водотока выполняют из чистого мелкого песка, гранулированных пластиков и других материалов. 

 

Жесткие модели позволяют получить направление токов и распределение скоростей без учета деформации русла в процессе эксплуатации. Размываемые модели позволяют наблюдать развитие русловых деформаций во времени с учетом непрерывного изменения расходов и уровней воды.

Для качественного решения задач о течении воды на участке перехода иногда используют воздушные (аэродинамические) модели. На воздушных установках вода моделируется воздухом. Воздушное моделирование дешевле водяного и требует меньше времени.

Количественные данные о глубинах размыва под мостом получить трудно, особенно если размываемые грунты в натуре мелкозернистые или связные. При крупнозернистом грунте в натуре (галька, валуны) с помощью моделирования можно получить количественные результаты.

4. Гидравлическое моделирование основывается на законах динамического подобия.

 

Динамически подобными называются системы, сходственные элементы которых (размывы, глубина воды, скорости, силы и др.) находятся в постоянном отношении.

 

 

Для полного динамического подобия необходимо, чтобы и шероховатость поверхностей была геометрически подобна. Выполнение этого требования и одновременное равенство чисел Фруда и Рейнольдса осуществить практически затруднительно и не всегда-возможно. Но при определенных условиях удовлетворительные результаты можно получить и при неполном подобии. 

 

 6. Для жестких моделей с открытым потоком достаточно выполнить условия:

а) поток на модели должен быть турбулентным;

б) должны быть одинаковы числа Фруда;

в) обтекаемые поверхности на модели и в натуре должны быть гидравлически шероховатыми.

 

 

Так как при моделировании процесса общих и местных размывов подмостовых русел исходят из критерия Fr = idem, то критерий Re является контролирующим и определяющим возможный предел линейного масштаба моделей. Для русловых потоков принимают ReM не менее 1000 (с индексом М обозначены гидравлические характеристики модели, с индексом Н соответствующие им характеристики натуры).

 

8. Если размеры лаборатории не позволяют выполнить условия п. 7, то прибегают к искажению продольных и поперечных масштабов. В этом случае необходимо выдержать условие [3]:

 

 

В результате моделирования деформаций подмостовых русел на пространственных моделях можно прогнозировать процесс местных и общих размывов.

 

 

 

 

 

 

содержание      ..     19      20      21      22     ..