СП 32-102-95

Сооружения мостовых переходов и подтопляемых насыпей. Методы расчета местных размывов.
часть 1
часть 2
часть 3
часть 4
Система нормативных документов в строительстве
Свод правил
Сооружения
мостовых переходов
и подтопляемых насыпей
Методы расчета
местных размывов
СП 32-102-95
Предисловие
1. Разработан Научно-исследовательским институтом транспортного строительства (АО "ЦНИИС").
Внесен Корпорацией "Трансстрой".
2. Согласован Федеральным дорожным департаментом Минтранспорта РФ (№ АТО-8/150 от 11.11.94) и ЦНИ МПС (№ ЦПИ-4/16 от 20.12.94).
3. Одобрен Минстроем РФ (№ 13-238 от 05.06.95).
Принят и введен в действие Корпорацией "Трансстрой" (№ МО-298 от 22.12.95).
5. Взамен ВСН 62-69 "Технические указания по расчету местного размыва у опор мостов, струенаправляющих дамб и траверсов".
Введение
Главное задачей настоящего свода правил является упорядочение как принципиальных подходов, так и методов расчета местных размывов в зависимости от типа сооружений и их взаимодействия с потоком.
Свод правил разработан АО "ЦНИИС" (ответственный исполнитель - канд. техн. наук В. Ш. Цыпин) на основе накопленных в России и за рубежом за несколько десятилетий данных о местных размывах, по результатам лабораторных гидравлических исследований, натурных наблюдений на естественных водотоках и на эксплуатируемых мостовых переходах, а также с учетом опыта проектирования и строительства мостовых переходов.
Приведенные правила и положения позволяют по сравнению с имеющимися зарубежными аналогами более полно учесть в расчетах реальные условия работы сооружений и повысить достоверность определения глубин воронок местных размывов.
Свод правил
Сооружения мостовых переходов и подтопляемых насыпей
Методы расчета местных размывов
CONSTRUCTIONS OF BRIDGES AND ABUTMENTS
METHODS OF LOCAL SCOUR CALCULATION
Дата введения 1996-04-01.
1. Область применения
Настоящий свод правил устанавливает методы расчета глубин местных размывов у оснований сооружений железных и автомобильных дорог при воздействии на них водного потока и волн.
Положения настоящего документа обязательны для предприятий, организаций и объединений независимо от их форм собственности и принадлежности, осуществляющих проектирование, строительство и эксплуатацию сооружений на железных и автомобильных дорогах.
2. Нормативные ссылки
В настоящем своде правил использованы ссылки на следующие документы:
СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений.
СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы.
СНиП 2.06.04-82* Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов).
ГОСТ 20522-75 Грунты. Метод статистической обработки результатов определения характеристик.
3. Определения
В настоящем своде правил применены термины в соответствии со СНиП 2.06.04-82*, СНиП 2.02.01-83* и СНиП 2.05.03-84*.
4. Общие положения
4.1. Расчет местного размыва производится для следующих сооружений мостовых переходов:
промежуточных опор мостов;
береговых опор мостов, грани которых выступают из конуса;
насыпей пойменных подходов и в долинах рек, в том числе на прижимных участках, когда часть откоса насыпи попадает в русло;
струенаправляющих дамб и конусов мостов, регулирующих пойменный поток;
сплошных незатопляемых поперечных регуляционных сооружений, отжимающих поток от пойменных насыпей (траверсы) или от берегов и насыпей на прижимных участках рек (буны, шпоры и т. п.), а также затопляемых сооружений (типа полузапруд).
4.2. Глубину местного размыва следует определять для условий возможных наиневыгоднейших положений русла и наносных скоплений, выявляемых с учетом руслового процесса в районе перехода:
у промежуточных и береговых опор - после окончания общего размыва подмостового сечения;
у струенаправляющих дамб - на пике расчетного паводка;
Если расчет общего размыва производится по допускаемым скоростям течений, то с некоторым завышением местные размывы допускается определять на момент 50 % полного размыва при продолжительных паводках (к которым следует относить снеговой сток) и 25 % размыва при непродолжительных (ливневых);
у других сооружений, расположенных на пойме, - на пике расчетного паводка;
у других сооружений, расположенных в русле, за расчетный принимают наибольший размыв, определенный при расчетном уровне и уровне, соответствующем протеканию потока в бровках русла.
Если в расчетах глубина размыва получается отрицательной, то глубину размыва принимают равной нулю (размыв отсутствует).
4.3. Расчетную (наинизшую) отметку у основания сооружений после местного размыва следует определять, отсчитывая полученную согласно настоящим нормам глубину местного размыва:
у опор - от расчетной отметки дна на соответствующей вертикали после общего размыва (с учетом возможного перемещения в русле вертикали с наибольшей глубиной потока);
у прочих сооружений - от бытового дна с учетом естественного переформирования русла или возможных изменений в гидрографической сети в районе перехода.
4.4. Расчет местного размыва предусматривается в двух случаях:
а) когда в воронку размыва беспрепятственно поступают наносы, влекомые потоком;
б) когда поток не влечет наносов или какая-либо причина исключает их поступление в воронку размыва.
К последнему случаю относятся водотоки и их участки, на которых скорость при расчетном паводке менее размывающей для грунтов русла, а также пойменные потоки на задернованных и заросших поймах. К этому же случаю относятся условия, когда русловые деформации в подмостовом сечении протекают при дефиците донных наносов (например, при волне попуска).
4.5. Для определения глубины местного размыва необходимы следующие данные: гидравлические характеристики бытового и стесненного потоков у сооружений и в отверстии моста; характеристики грунтов в пределах ожидаемого местного размыва; очертания и размеры сооружений; их положение относительно направления потока. Исходные данные получают в результате топографических, гидрометрических и геологических работ, выполненных на стадии изысканий, а также на основе лабораторных анализов и в процессе проектирования.
4.6. При определении расчетных характеристик грунтов, а также их связности и неоднородности необходимо пользоваться приложением А.
4.7. При надлежащем обосновании в проектах могут быть использованы коррективы или методы определения местных размывов, не включенные в нормы.
5. Промежуточные опоры мостов
5.1. Размыв в однородных несвязных грунтах
5.1.1. В расчетах грунт следует считать однородным, если местный размыв происходит за счет выноса из воронки размыва всех входящих в несвязный материал разнозернистых частиц. Требования, обеспечивающие указанное условие, изложены в приложении А (п. А. 4).
5.1.2. Наибольшую глубину местного размыва h , м, в однородном несвязном грунте у опоры (в виде одиночно стоящей сваи, сваи-оболочки и т. п.), имеющей от уровня воды до дна воронки местного размыва постоянную ширину поперечного сечения (рисунок 5.1), следует определять по формулам:
- при поступлении наносов в воронку размыва (v ³ v 0 )
; (5.1)
- без поступления наносов в воронку размыва
; (5.2)
где b - расчетная ширина (поперечное сечение) опоры, равная ширине ее передней грани, м;
v , H - средняя скорость, м/с, и глубина потока, м, перед опорой после общего размыва;
v 0 , v в - размывающая и взмучивающая скорости потока для грунта, в котором происходит местный размыв, м/с, (см. приложение А и п. 5.1.5);
v н - начальная скорость, м/с, (см. п. 5.1.6);
М , К - коэффициенты формы (см. п. 5.1.9) и косины (см. п. 5.1.10) опоры.
5.1.3. Наибольшую глубину местного размыва, м, в однородном несвязном грунте у опоры на массивном фундаменте, имеющей от уровня воды до дна воронки местного размыва переменную ширину поперечного сечения (рисунок 5.2), следует определять по формулам:
- в случае, предусмотренном п. 4.4.а,
; (5.3)
- в случае, предусмотренном п. 4.4.б,
, (5.4)
где F (b ) - параметр, учитывающий геометрию опоры, м0,6 ; определяется по формуле
, (5.5)
где bi - ширина поперечного сечения i -го из n имеющихся выше отметки дна после общего размыва элементов опоры с постоянной шириной, м (рисунок 5.3);
Мi , Ki - коэффициенты формы и косины i -го элемента опоры, определяемые соответственно по пп. 5.1.9 и 5.1.10;
fi - весовой коэффициент, приходящийся на i -й элемент опоры (см. п. 5.1.8).
5.1.4. Наибольшую глубину местного размыва в однородном несвязном грунте у опор на свайном основании следует определять в зависимости от положения низа плиты ростверка е относительно дна русла после общего размыва (рисунок 5.4):

Рисунок 5.1 - Опора с постоянной шириной от расчетного уровня воды (РУВВ) до дна воронки местного размыва

Рисунок 5.2 - Схемы опор на массивном фундаменте:
а - с постоянной шириной в пределах глубины потока; б - с переменной шириной в пределах глубины потока

Рисунок 5.3 - Разделение опоры на элементы (1, 2, 3, ... n ) с
постоянной шириной
а) при e ³ 0,3H по формулам (5.3) или (5.4) в зависимости от режима наносов;
б) при е < 0,3Н по формуле
, (5.6)
где h е - глубина размыва, определяемая по формулам (5.3) или (5.4) при положении низа плиты ростверка относительно дна после общего размыва, равном е = 0,3Н (рисунок 5.5);
h м - то же, при плите ростверка, низ которой заглублен ниже отметки возможных размывов (а ее верх - на проектной заданной отметке).

Рисунок 5.4 - Схема опор на свайном фундаменте:
а и б - профиль и фасад опоры с плитой ростверка выше дна русла после общего размыва; в - профиль опоры с плитой ростверка ниже дна русла;
1 -
дно русла; 2 - сечение воронки размыва при расчете как для опоры на массивном фундаменте (т. е. без учета свайного основания); 3 - то же, с учетом свайного основания; 4 - расчетная отметка дна воронки размыва, когда глубина размыва, определенная без учета свайного основания, больше глубины заделки низа плиты ростверка е и меньше е при учете свайного основания.
Если глубина размыва, определенная по формуле (5.6), окажется меньше глубины заделки низа плиты ростверка в русло от отметки общего размыва (h < |e |), то расчет местного размыва следует производить по формулам (5.3) или (5.4) как для опор на массивном фундаменте. Если при этом отметка дна воронки окажется ниже подошвы плиты ростверка, то в расчете следует принимать глубину размыва до отметки подошвы плиты ростверка (см. рисунок 5.4.в ).
5.1.5. Взмучивающую скорость v в , м/с, характеризующую мутность потока (т. е. содержание взвешенных наносов в единице объема воды) определяют по формуле
, (5.7)
где g - ускорение свободного падения (g = 9,8 м/с2 );
w - гидравлическая крупность размываемого грунта, м/с; принимается по приложению А (табл. А.4).

Рисунок 5.5 - Промежуточные и исходные глубины размыва у опор на свайном фундаменте при е < 0,3Н (в скобках даны характеристики, определяемые при расчете размывов в неоднородных несвязных грунтах):
а
- низ ростверка расположен на высоте 0,3Н над дном русла после общего размыва; б - проектное положение плиты ростверка; в - низ плиты ростверка заглублен ниже отметки возможных местных размывов (а ее верх - на проектной заданной отметке).
5.1.6. Минимальная скорость набегающего потока, при которой частицы грунта у опоры приходят в движение и появляются первые признаки размыва, называется начальной скоростью v н , м/с, которую определяют по формуле
, (5.8)
где ;
b - расчетная ширина опоры, м (см. п. 5.1.7);
d - средний диаметр частиц грунта, м (см. п. А.3).

Если по формуле (5.8) получается v н ³ 0,9v 0 , то следует принимать v н = 0,9v 0 .
5.1.7. Расчетную ширину опоры b , м, с n элементами выше отметки общего размыва следует определять по формуле
. (5.9)

Рисунок 5.6 - Разделение на элементы тела опоры при недискретном изменении ее размеров
При определении расчетной ширины опоры на свайном фундаменте по формуле (5.9) в качестве расчетной ширины свайного фундамента необходимо принимать ширину одной сваи.
У опор на участке с недискретным (плавным) изменением ширины поперечного сечения следует выделять не менее трех одинаковых по высоте элементов, для которых в качестве расчетной ширины поперечного сечения bi принимают среднюю ширину рассматриваемых элементов (рисунок 5.6).
5.1.8. Весовой коэффициент i -го элемента опоры (см. рисунок 5.3) следует определять по формуле
, (5.10)

где А
, j
- коэффициент и показатель степени, принимаемые в зависимости от относительной высоты до верха Нi  /Н i -го и Нi  1 /Н (i - 1)-го элементов:
при
Hi 
/H ³ 0,3 (или Hi -1 /H ³ 0,3) A = 1, j = 1 /3 ;
при Hi  /H < 0,3 (или Hi -1 /H < 0,3) A = 2,23, j = 1;

Рисунок 5.7 - График для определения коэффициента косины К
Для последнего (находящегося у поверхности потока) n -го элемента Нn = Н .
Весовые коэффициенты первого и последнего элементов опоры соответственно равны
f 1 = A 1 (H 1  /H )j 1 , (5.11)
fn
= 1 -
An
-
1 (Hn - 1 /H ) j n - 1 . (5.12)
5.1.9. Коэффициент формы опоры М или элемента опоры Мi должен приниматься следующим:
Форма опоры Коэффициент М
Цилиндрическая 1,0
С овальной или полуциркульной передней гранью 0,85
Прямоугольная 1,24
С верховой стороны в виде двугранного угла Q :
120° 1,22
90° 1,0
60° 0,73
Для прямоугольной опоры с закругленными углами коэффициент формы следует определять в зависимости от отношения радиуса закругления r и ширины опоры b :
2r /b 0 0,2 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
М 1,24 1,20 1,18 1,15 1,11 1,07 1,01 0,94 0,85
Формы рассматриваемых опор приведены в справочном приложении В.
Коэффициент формы при двугранном угле Q с верховой стороны опоры в пределах 30° £ Q £ 120° допускается определять по формуле
М = (Q /90° )¾ .
Коэффициент формы свайного фундамента следует определять по приложению Б.
5.1.10
Если продольная ось опоры образует с направлением набегающего на нее
потока угол a
 >  10° , глубины размыва h следует определять с учетом коэффициента косины К . Коэффициент косины для всей опоры К или элемента опоры Кi определяют по графику (рисунок 5.7) или по формулам
при b a   /b £ 2,53 (зона I)
; (5.13)
при b a   /b > 2,53 (зона II)
, (5.14)
где b a - приведенная ширина опоры или ее элемента, равная ширине их проекции на плоскость, нормальную направлению потока, м.
Расчетные формулы для определения приведенных ширин характерных форм опор даны в приложении В.
Косина набегания потока на свайное основание опор (на ряд опор, расположенных по фасаду к направлению течения) учитывается только коэффициентом косины у отдельно стоящей сваи.
Примеры расчета глубин местного размыва у промежуточных опор приведены в приложении Г.
5.1.11. Ступени, образующиеся в теле опоры и массивном фундаменте переменного сечения, приводят к снижению глубины размыва, которое может быть определено по приложениям Д и Е.
Уменьшение глубины размыва d т за счет ступеней на границе элементов промежуточной опоры, находящихся выше отметки общего размыва, рекомендуется учитывать по приложению Д при расположении ступеней на глубине потока ниже 0,5 Н и имеющих суммарную ширину больше половины ширины элемента опоры, находящегося выше верхней ступени (см. рисунки 5.2 и 5.3).
Уменьшение глубины размыва d ф за счет обнажаемой в процессе местного размыва части массивного фундамента рекомендуется учитывать по приложению Е, когда суммарная ширина обнажаемых ступеней фундамента составляет не менее 15 - 20 % от ширины грани опоры (или фундамента), располагающейся непосредственно выше отметки общего размыва.
В случаях, когда указанные выше условия не удовлетворяются, уменьшение глубин размыва d т и d ф незначительно и его можно не учитывать.
5.1.12. При резком изменении гидравлических характеристик потока под мостом (интенсивные ливневые паводки, волны попуска в нижнем бьефе плотин, аварийные сбросы воды из водохранилищ и т. п.) допускается определять глубину местного размыва с учетом времени воздействия потока на размываемое у основания опоры.
Учет фактора времени эффективен при отношении расчетной ширины опоры b (см. п. 5.1.7) к времени Т воздействия потока b /T  > 2 ¸ 3 м/сут.
5.2. Учет неоднородности несвязных грунтов
5.2.1. Несвязный грунт является неоднородным, т. е. образует естественную отмостку в воронке местного размыва, если удовлетворяются требования, изложенные в п. А.5.
5.2.2. Наибольшую глубину местного размыва в неоднородном по крупности несвязном грунте h , м, определяют по формулам:
а) при e v > v нD
для опор на свайном основании при e < 0,3H (см. рисунок 5.4)
, (5.15)
для всех остальных типов фундаментов
; (5.16)
б) при e v £ v нD
, (5.17)
где e - коэффициент абразивности (см. п. 5.2.3);
v нD , v 0D - начальная (см. п. 5.1.6) и размывающая (см. п. А.6) средние скорости потока, м/с, для среднего диаметра частиц D слоя отмостки, м, которых содержится в грунте (по массе) p долей (см. п. 5.2.4);

h cD - глубина местного размыва в однородном несвязном грунте со средним диаметром частиц D при скорости потока v  = v 0D у опор на свайном фундаменте, когда е  < 0,3Н (см. п. 5.1.4), определяемая по формуле
; (5.18)

h
0e
, h
0m
-
глубина местного размыва в однородном несвязном грунте со средним диаметром частиц D и при скорости потока v  = v 0D соответственно при положении низа плиты ростверка относительно дна после общего размыва е  = 0,3Н и при плите ростверка, низ которой заглублен ниже отметки возможных местных размывов (см. рисунок 5.5);
h 0D - то же для опор на массивном фундаменте и свайном основании при e ³ 0,3H .
Глубина размыва h 0e , h 0м и h 0D определяют по формуле
, (5.19)
где v вD - взмучивающая скорость потока для грунта со средним диаметром частиц D (см. п. 5.1.5).
5.2.3. Коэффициент абразивности e характеризует уменьшение устойчивости крупных частиц в потоке, находящихся среди более мелких и подвижных фракций. При размыве несвязных грунтов значения коэффициента e следует принимать равным:
D /d м £ 3 4 6 8
e 1 1,19 1,16 1,14
D /d м 10 12 15 20 30
e 1,125 1,11 1,09 1,075 1,06
или по формуле при D /d м  > 3
, (5.20)
где d м - средний диаметр частиц мелких фракций, который определяют по формуле
. (5.21)
При D /d м  > 30 можно принимать e  = 1.
В случае, предусмотренном п. 4.4.а, когда известен средний диаметр частиц наносов, поступающих в воронку местного размыва, последний следует принимать за расчетное значение d м .
5.2.4. Средний диаметр частиц слоя отмостки D , м, и их содержание в грунте (по массе) р следует определять:
а) при - подбором из уравнения
p /D = Rp , (5.22)
где ; (5.23)
- коэффициент абразивности и начальная скорость для самых крупных частиц (или включений) в грунте со средним диаметром частиц D max (см. п. А.4).
Если определяют глубину размыва у опоры на свайном основании при е  < 0,3Н , то в формуле (5.23) вместо h 0D следует принимать глубину размыва h cD по формуле (5.18).
Порядок определения среднего диаметра частиц слоя отмостки D и их содержание в грунте р из уравнения (5.22), а также пример расчета глубины местного размыва в неоднородном несвязном грунте изложен в приложении Ж;
б) при - по формуле
, (5.24)
где D min - минимальная крупность частиц в слое отмостки.
Определение D min , м, следует начинать с расчета по формуле
. (5.25)
При наличии в грунте частиц крупнее полученного значения менее 15 % размер частиц принимают за искомый, а более или равное 15 % - размер частиц, полученных по формуле (5.25), умножают на коэффициент 0,5. Если частиц полученной крупности D min грунт не содержит, то искомыми частицами D min будут ближайшие к рассчитанным более крупные частицы;
в) при наличии в грунте крупных включений (см. п. А.5) не менее 2 % - значение D принимают равным среднему диаметру частиц этих включений.
5.3. Размыв в связных грунтах
5.3.1. К связным относятся глинистые, суглинистые и супесчаные грунты с числом пластичности W п  ³  0,01 (см. п. А.7).
При расчете местных размывов к связным также относятся:
а) глинистые, суглинистые, супесчаные и песчаные грунты при заторфованности (содержании растительных остатков) более 10 %;
б) пылеватые пески, содержащие более 20 % по массе пылеватых частиц (мельче 0,10 мм).
5.3.2. Наибольшую глубину местного размыва в связном грунте h , м, следует определять по формуле (для всех фундаментов опор, кроме свайного при e < 0,3H )
. (5.26)
Глубину размыва у опоры на свайном основании при е  < 0,3Н следует определять по формуле (5.6), в которой глубины размыва he и h м находят по формуле (5.26).
При определении наибольшей глубины размыва по формуле (5.26) необходимо принимать:
коэффициент абразивности e  = 1,16 при поступлении в воронку размыва песчаных наносов и e  = 1, когда нет поступления наносов;
в формуле начальной
скорости v
н в качестве среднего диаметра частиц грунта - утроенную толщину отрывающихся отдельностей, т. е. d  = 3z , где z - толщина отрывающихся отдельностей, мм,
z = 0,35 + 0,6c p 10- 4 . (5.27)
Здесь с р - расчетное сцепление, Па.
Пример расчета размывов в связных грунтах приведен в приложении Г.
5.3.3. В случае, предусмотренном в п. 4.4.а, когда поток влечет наносы, за расчетную глубину в неоднородных несвязных и связных грунтах следует принимать меньшую из глубин, полученных по формулам соответственно (5.15) - (5.17) или (5.26) и по формуле (5.3) или (5.6) в зависимости от типа фундамента опор для грунта, влекомого потоком.
В случае, предусмотренном в п. 4.4.б, за расчетную глубину в неоднородных несвязных грунтах принимают меньшую из глубин, полученных по формулам (5.15) - (5.17) или (5.26) и по формулам (5.4) или (5.6) для грунта, средний диаметр частиц которого d м определяют по формуле (5.21).
5.4. Учет слоистого залегания грунтов
5.4.1. Залегание грунтов следует считать слоистым, если:
а) в процессе местного размыва вскрывается грунт, по физико-механическим свойствам (крупности или нормативному удельному сцеплению) отличающийся от вышележащего;
б) в процессе общего размыва вскрывается грунт, по физико-механическим свойствам отличающийся от грунта, влекомого потоком.
В последнем случае в расчетах толщину слоя влекомых наносов следует принимать равной нулю.
5.4.2. Расчет местного размыва у опор мостов при слоистом залегании грунтов ведут в соответствии с требованиями, изложенными в обязательном приложении И. При этом необходимо учитывать следующее:
а) когда вышележащий слой подстилает более размываемый грунт, должно быть обеспечено условие, при котором рассчитанная глубина размыва в верхнем слое грунта h , м, не должна доходить до нижней границы этого слоя на величину
Dd > 0,15h . (5.28)
В противном случае расчет размыва производят по параметрам нижнего более размываемого слоя;
б) если при расчете одного из нижних слоев глубина размыва окажется меньше суммы вышележащих слоев åD , то следует принимать, что размыв прекратится на поверхности рассматриваемого слоя.
Пример расчета размывов в слоистых грунтах приведен в приложении И.
6. Струенаправляющие дамбы и конуса мостов
6.1. Размыв в однородных несвязных и связных грунтах*
* Неоднородность и связность грунтов определяют так же, как при расчете промежуточных опор.
6.1.1. Наибольшую глубину местного размыва h , м, в однородных несвязных и связных грунтах у голов струенаправляющих дамб и в верховой части конусов мостов следует определять по формуле
, (6.1)
где v r , H r - скорость, м/с (см. п. 6.1.2) и глубина потока, м (см. п. 6.1.4) у подошвы головы дамбы или конуса;
v 0 - размывающая скорость для грунтов, в которых происходит размыв, м/с (см. п. А.8),
Кl - коэффициент, характеризующий увеличение скорости потока в голове дамбы или в верховой части конуса при недостаточной длине сооружения; определяется по приложению К.
К l - коэффициент, принимаемый равным 1,0, когда дамба или конус обтекаются потоком, и 0,85 при плохо обтекаемых сооружения;
Кm - коэффициент, зависящий от коэффициента заложения откоса или конуса дамбы m со стороны русла:
m 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0
Кm 1 0,94 0,80 0,70 0,67
Если при расчете по формуле (6.1) глубина размыва получается меньше нуля, то глубину размыва принимают равной нулю.
Пример расчета местных размывов у дамб и конусов моста приведен в приложении Л.
6.1.2. Скорость потока в голове дамбы или в верховой части конуса v r , м/с, следует определять в зависимости от числа пойм, на которых устраивают струенаправляющие дамбы, по формулам:
а) при односторонней пойме
; (6.2)
б) при пересечении водотока с двумя поймами со стороны мощной (пропускающей больший расход воды) v r(м) и слабой v r(с) пойм соответственно:
; (6.3)
, (6.4)

где С
r
, С

-
коэффициент Шези, м0,5 /с, определяется по коэффициенту шероховатости русла n р при глубине потока на односторонней H r и на мощной H rм , м (см. п. 6.1.4) поймах по формуле
или ; (6.5)

d
(или d
м
,
d
с
) - коэффициент стеснения потока подходами на одной пойме Q п  /Q или со стороны соответственно мощной Q пм  /Q и слабой Q пс  /Q пойм;
Q пi - расход воды в расчетный паводок, проходящий в бытовом состоянии на части i -й поймы, перекрытой насыпью;
Q - расчетный расход воды в речной долине;
i - продольный уклон свободной поверхности нестесненного потока в расчетный паводок;
i м - средний уклон свободной поверхности потока перед мостом (см. п. 6.1.3);
i м(м) , i м(с) - фиктивные средние уклоны свободной поверхности потока перед мостом со стороны соответственно мощной и слабой пойм (см. п. 6.1.3);
b - показатель степени, определяемый по формуле
. (6.6)
Если правая часть формулы (6.6) получается меньше 0,2, то следует принимать b  = 0,2.
Уклоны в формулах (6.2) - (6.4) принимают в долях единицы.
При расчете местных размывов у струенаправляющих дамб и верховой части конусов моста участок реки следует рассматривать как с одной поймой, если по другой проходит менее 5 % расчетного расхода.
6.1.3. Средний уклон свободной поверхности потока перед мостом следует определять по формулам:
- при пересечении водотока с одной поймой
, (6.7)
- при пересечении водотока с двумя поймами
, (6.8)
где Х о - расстояние от моста до вертикали, где устанавливается предмостовой подпор D h в ;
j - коэффициент, характеризующий долю предмостового подпора, вызванную стеснением i -й поймы (мощной - с индексом "м", слабой - с индексом "с"), определяется по формуле:
, (6.9)
- расход воды, проходящий при отсутствии стеснения на ширине отверстия моста.
При
косом пересечении поймы подходом, если расстояние вверх по течению от створа моста до выхода насыпи за пределы размыва S 0D  > X 0 , то в формуле (6.8) принимают Х о  = S 0в .
6.1.4. Глубину потока H ri , м, у подошвы головы дамбы со стороны i -й поймы можно принимать равной:
H ri  = H бi  + D h в , (6.10)
где H бi - глубина потока на вертикали у подошвы головы дамбы в бытовых условиях (до устройства мостового перехода) со стороны i -й поймы, м.
6.2. Учет неоднородности и слоистого залегания грунтов
6.2.1. Наибольшую глубину местного размыва в неоднородных по крупности несвязных грунтах у голов струенаправляющих дамб и в верховой части конусов моста следует определять по формулам:
а) при v r  > 0,5v 0D K l  / Kl
h  = hD  + 1,3D  / p , (6.11)
б) при v r  £  0,5v 0D K l  / Kl
h  = 1,3D  / p , (6.12)

где hD - глубина размыва, определяемая по формуле (6.1), в которой вместо v 0 принимают v 0D - размывающую скорость для среднего диаметра частиц D в слое отмостки (см. п. 6.2.2).
К расчету следует принимать меньшую из глубин, получаемых по формулам (6.11) или (6.12) и по формуле (6.1) для грунта, средний диаметр частиц которого d м определяют по формуле (5.21).
6.2.2. Средний диаметр частиц слоя отмостки D , м, и их содержание в грунте по (массе) р следует определять:
а) в случае, предусмотренном п. 6.2.а, - подбором из уравнения:
. (6.13)
При решении уравнения и назначении расчетных значений D и р поступают, как при расчете размывов у опор в аналогичных условиях по приложению Ж;
б) в случае, предусмотренном п. 6.2,б, - по гранулометрическому составу грунта согласно п. 5.2.4.б. При этом определение минимальной крупности частиц D min , м, входящих в слой отмостки, следует начинать с расчета по формуле
; (6.14)
в) при наличии в грунте крупных включений (см. приложение А) - по среднему диаметру частиц этих включений.
6.2.3. В случаях, когда пойма в районе расположения струенаправляющей дамбы сложена слоями различных грунтов, при определении глубин размывов следует пользоваться рекомендациями п. 5.4.2 и приложения И применительно к дамбам:
а) при однородных по крупности несвязных грунтах в слоях с залеганием сверху более мелкого грунта, а также при верхнем более мелком неоднородном по крупности грунте - по формуле (6.1) для обнажаемого грунта;
б) при нижнем связном материале, размывающая скорость которого больше, чем вышележащего несвязного грунта (однородного или неоднородного), - по формуле (6.1) для обнажаемого связного материала с учетом абразивного воздействия на него несвязных частиц (для чего первый член в скобках принимают равным , где e  = 1,16).
в) при однородных и неоднородных по крупности слоях с залеганием слоя из мелкого грунта (со средним диаметром частиц d 2 ) ниже крупного (со средним диаметром частиц d 1 ), а также при нижнем связном материале, размывающая скорость которого меньше, чем вышележащего грунта - по формуле
h = h 2 - h d , (6.15)
где h d - снижение размыва из-за заноса воронки более крупным грунтом верхнего слоя, определяемое по формуле
; (6.16)
h 2 , h 1 - глубина местного размыва, определяемая по формуле (6.1) для соответственно нижнего и верхнего слоев грунта (неоднородность грунтов не учитывается);
D - толщина верхнего слоя грунта.
г) при расположении в нижнем слое крупного неоднородного по составу несвязного грунта в случае, предусмотренном п. 6.2.1.а и при hD  ³  D - по формуле (6.11); в остальных случаях по формуле
h  = D  + 1,3D  / p . (6.17)
7. Поперечные регуляционные сооружения и береговые опоры
7.1. У сплошных затопляемых поперечных сооружений и береговых опор, боковая грань которых не обсыпана конусом, при коэффициенте стеснения потока d £  0,15 (см. п. 6.1.2) наибольшую глубину местного размыва в однородных несвязных и связных грунтах следует определять по формулам:
- при ; (7.1)
- при , (7.2)
где b - расчетная ширина сооружения, м (см. приложение М);
v r - скорость потока в голове поперечного сооружения или у боковой грани береговой опоры, м/с (см. п. 7.3);
Кv - коэффициент, характеризующий поступление наносов в воронку размыва и определяемый по приложению Н;
Н - глубина потока в голове поперечного сооружения или у боковой грани береговой опоры в расчетных условиях, м (с учетом естественного руслового процесса и общего размыва);
v 0 - размывающая скорость, м/с, определяемая с учетом глубины потока Н ;
Кm - коэффициент, зависящий от коэффициента заложения откоса m рассматриваемых сооружений, определяемый согласно п. 6.1.1.
За расчетную глубину размыва в связном грунте, когда поток влечет несвязные наносы, следует принимать меньшее из значений, получаемое по формулам (7.1) или (7.2) для связного грунта и грунта, влекомого потоком.
Примеры расчета по формулам (7.1) и (7.2) приведены в приложении П.
7.2. При коэффициенте стеснения потока поперечными сооружениями d  > 0,15 глубину местного размыва в такого сооружения следует определять согласно рекомендациям в разделе 6 как у плохо обтекаемых струенаправляющих дамб.
часть 1
часть 2
часть 3
часть 4

Раздел: 

Вход на сайт

Районы Москвы

Академический район
Алексеевский район
Алтуфьевский район
Бабушкинский район
Бескудниковский район
Бутырский район
Войковский район
Гагаринский район
Головинский район
Даниловский район
Дмитровский район
Донской район
Левобережный район
Ломоносовский район
Лосиноостровский район
МКАД
Можайский район
Молжаниновский район
Нагорный район
Нижегородский район
Обручевский район
Останкинский район
Панфиловский район
Район Аэропорт
Район Беговой
Район Бибирево
Район Бирюлево Восточное
Район Бирюлево Западное
Район Богородское
Район Братеево
Район Вешняки

Другие районы

по теме