Материал: Зимнее содержание автомобильных дорог. курсовое проектирование. Канищев А.Н., Паневин Н.И
11
Таблица 2.1.5
Расчет параметров для построения биноминальной асимметричной кривой заданной обеспеченности Рз
Местоположение участка дороги_________(снегопринос с ________ стороны)
Рз, % |
Ф |
ФСv +1 |
Wp, м3/м |
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
|
|
|
3 |
|
|
|
5 |
|
|
|
10 |
|
|
|
Далее с шагом |
|
|
|
через 10 |
|
|
|
90 |
|
|
|
95 |
|
|
|
97
В соответствии с технической категорией автомобильной дороги принимают следующую обеспеченность: для автодорог 1 технической категории Рп – 5 %, для низших технических категорий Рп – 10 %. На основании принятой обеспеченности определяем расчётный объем снегоприноса WР(Рп).
Расчётные объёмы снегоприноса определяют с левой и правой стороны для каждого прямолинейного участка дороги.
Полученные значения заносим в табл. 2.1.6.
|
Сводная ведомость расчетных объемов снегоприноса |
Таблица 2.1.6 |
|||||
|
|
|
|||||
|
|
принятой обеспеченности |
|
|
|||
Техническая категория дороги |
, принятая обеспеченность Рп = |
% |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Направление |
Местоположение |
|
Расчетный объем снегоприноса при- |
|
|||
участка |
Начало |
Конец |
|
нятой обеспеченности, |
|
||
дороги |
ПК+ |
ПК+ |
|
Wр(Рп), м3/м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
левая |
|
правая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Объемы снегоприноса в середине кривой определяют как половину суммы объемов снегоприноса до кривой и после отдельно для левой и правой стороны дороги. Для определения объёмов снегоприноса на любом участке кривой строят «Картограмму распределения объёмов снегоприноса». Для этого на лист формата А1 наносят трассу. С левой и правой стороны в масштабе откладывают расчётные объёмы снегоприноса на прямых участках, а
12
также полученные значения на середине кривой. Соединяют значения на смежных прямых участках плавной кривой, проходящей через точку, отложенную на середине кривой. Полученную картограмму используют для определения расчётных объёмов снегоприноса на любом участке автомобильной дороги. Ниже поэтапно дан пример расчета для Брянской области, который здесь и далее выделен курсивом.*
Пример
Количество снега, приносимое метелями к одной стороне дороги в течение зимы, называют объемом снегоприноса. Он составляет лишь некоторую часть от общего объема снега, участвующего в переносе и называемого объемом снегопереноса.
Сведения метеостанций по ветровому режиму преобразовывают в объемы переносимого снега на основании установленной Д. М. Мельником зависимости между осредненной интенсивностью горизонтального переноса снега и скоростью ветра на высоте флюгера.
Интенсивность горизонтального переноса снега определяем по формуле (2.1.1). Для этого вычислим коэффициент пропорциональности по формуле (2.1.2):
С=60 0,0129/(0,3 10000)=0,000258, |
(2.1.2П) |
где γ – плотность снега в метелевых сугробах (принимаем для данного примера 0,3).
Тогда интенсивность горизонтального переноса снега равна
I=0,000258 173=1,27, м3/м-ч. |
(2.1.1П) |
V =17 м/ с – скорость метелевого ветра на высоте флюгера (принимаем
по заданию).
По формуле (2.1.4) определим повторяемость метелевых потоков по направлениямза январь и составим табл.2.1.1П.
Pмc = |
|
|
|
6 |
|
38 = 2; |
Pмю = |
|
11 |
|
|
38 =4; |
|
|||||
100 |
|
|
100 |
|
|
|||||||||||||
Pмcв = |
10 |
|
|
38 = 4; |
Pмюз = |
18 |
|
38 =7; |
|
|||||||||
100 |
|
|
|
100 |
(2.1.4П) |
|||||||||||||
Pмв = |
|
|
|
13 |
|
38 =5; |
Pмз = |
|
15 |
|
38 =6; |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
100 |
100 |
|
|
|||||||||||||||
Pмюв = |
16 |
|
|
38 =6; |
Pмcз = |
|
11 |
|
|
38 = 4 . |
|
|||||||
|
100 |
|
|
100 |
|
|
||||||||||||
Pобщ =38 – общее число случаев метелевых ветров (принимаем по заданию). Значения округляем до целых чисел. Результаты сводим в табл. 2.1.1П.
13
Таблица 2.1.1П Повторяемость направлений метелевых ветров в январе
Единица измерения |
|
Повторяемость метелевых ветров, Рмi , |
|
|||||||
метелевых ветров |
|
|
|
по направлениям |
|
|
|
|||
|
С |
СВ |
В |
|
ЮВ |
Ю |
|
ЮЗ |
З |
СЗ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
% [25] |
6 |
10 |
13 |
|
16 |
11 |
|
18 |
15 |
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
случаи (формула (2.1.4)) |
2 |
4 |
5 |
|
6 |
4 |
|
7 |
6 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Определим расчетный снегоперенос за январь по основным направлениям метелевого ветра. Для этого из табл. 2.1.1П в ведомость объемов переноса снега (табл. 2.1.2П) заносим значения повторяемости метелевых ветров Рм (в случаях), а по таблицам прил. 4 определяем снегоперенос в январе Wянвi по основным направлениям метелевого ветра.
Таблица 2.1.2П
Ведомость объемов снегопереноса за январь Wянв по основным направлениям метелевого ветра
v, |
|
Объемы снегопереноса за январь Wянв по основным направлениям |
|||||||||||||||||||||
Средняя скорость ветра при метелях |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ветра, м³/м |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
С |
СВ |
|
В |
ЮВ |
|
Ю |
ЮЗ |
|
З |
|
СЗ |
||||||||||
м/с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Pм c |
Wc |
Pм cв |
Wcв |
Pм в |
|
Wв |
Pм юв |
|
Wюв |
Pм ю |
|
Wю |
Pм юз |
Wюз |
Pм з |
|
Wз |
Pм cз |
|
Wcз |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17 |
|
2 |
|
7,7 |
4 |
15,3 |
5 |
|
19,0 |
6 |
|
23,0 |
4 |
|
15,3 |
7 |
26,8 |
6 |
|
23,0 |
4 |
|
15,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Годовой объем снегопереноса Wгод равен сумме ежемесячных объемов снегопереноса Wмес по каждому направлению метелевого потока по формуле (2.1.5). Для упрощения расчетов в курсовом проекте годовой объем снегопереноса по i-му направлению метелевой деятельности условно принимаем по формуле (2.1.6). Продолжительность зимнего периода определяем по прил. 2.Для Брянской области с учётом округления до целых месяцев в большую сторону она составляет 7 месяцев.
WгодС = (7 − 2) |
7,7 = 38,5 ; |
(2.1.6П.1) |
WгодСВ = (7 − 2) |
15,3 = 76,5 ; |
(2.1.6П.2) |
|
14 |
|
WгодВ |
= (7 − 2) 19,0 = 95,0 ; |
(2.1.6П.3) |
WгодЮВ = (7 − 2) 23,0 =115,0 |
(2.1.6П.4) |
|
WгодЮ |
= (7 − 2) 15,3 = 76,5 ; |
(2.1.6П.5) |
WгодЮЗ |
= (7 − 2) 26,8 =134,0 ; |
(2.1.6П.6) |
WгодЗ = (7 − 2) 23,0 =115,0 ; |
(2.1.П.7) |
|
WгодСЗ |
= (7 − 2) 15,3 = 76,5 . |
(2.1.6П.8) |
Годовые расчетные объемы снегопереноса по основным направлениям метелевой деятельности при заданной скорости метелевого ветра заносим в строку «Расчётный» таблицы объемов снегопереноса задания. Годовые объемы снегопереноса служат основой для вычисления объемов снегоприноса Wi к каждой стороне участка автомобильной дороги. Для этого годовые
объемы снегопереноса по основным направлениям метелевой деятельности умножаются на величину синуса угла между направлением метелевого ветра и осью дороги (α) в формуле (2.1.7)).
Рис. 2.1.1П. Диаграмма для определения снегоприноса по 8 румбам
Так, заданный участок дороги представляет собой два прямых участка (первый ПК0+00 - ПК6+50 и третий ПК20+50 - ПК30+00) с правоповоротной кривой между ними (второй ПК6+50-ПК20+50), имеющей угол поворота 620. С помощью диаграммы (рис. 2.1.1П) определяем угол между направлением метелевого ветра и осью дороги по 8 румбам для каждого прямолинейного участка.
15
Годовой объем снегоприноса с левой и правой стороны определяем для каждого участка дороги.
На первом участке дороги суммарный объем снегоприноса выразится уравнениями:
с левой стороны:
Wслевапр. =WгодСпер. sin 31°+WгодСЗпер. sin 76°+WгодЗпер. sin 59°+WгодЮЗпер. sin14°; |
(2.1.7П) |
||||||
с правой стороны: |
|
|
|
|
|
||
Wсправапр. |
=WгодСВпер. sin14°+WгодВпер. sin 59°+WгодЮВпер. sin 76°+WгодЮпер. sin 31.° |
(2.1.7П.2) |
|||||
На третьем участке дороги: |
|
|
|
||||
с левой стороны |
|
|
|
|
|
||
W пр. |
=W пер. sin 42°+W пер. sin 87°+W пер. |
|
sin 48°+W пер. sin 3° |
(2.1.7П.3) |
|||
слева |
|
годСЗ |
годС |
годСВ |
годВ |
||
с правой стороны |
|
; |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
W пр. |
|
=W пер. sin 3°+W пер. |
sin 48°+W пер. |
sin87°+W пер. sin 42° |
|
||
справа |
годЗ |
годЮЗ |
годЮ |
|
годЮВ |
(2.1.7П) |
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В примере рассматриваем десять зимних периодов, по которым и выполняем расчеты.
Используя полученные формулы, определяем объём снегоприноса от каждого метелевого ветра с учётом его направления. Для этого объёмы снегопереносов, приведённые в задании (для 9 зимних периодов) и полученные «Рас-
чётные» объёмы, умножают на sin угла α..
α – угол, образованный между направлением метелевого ветра и осью прямолинейного участка дороги.
Для удобства вычисления полученные значения объемов снегоприноса заносим в табл. 2.1.3П, начиная с «Расчетного» зимнего периода и далее по заданию.
На третьем участке угол меду направлением метелевого потока и осью дороги от восточного и западного направления составляет менее 100, следовательно, объём снегоприноса с данных направлений равен 0.
После определения объёмов снегоприноса от каждого направления метелевого потока вычисляем суммарные годовые объёмы снегоприноса для каждой стороны дороги. Для чего построчно складываем полученные значения объёмов снегоприноса за каждый рассматриваемый зимний период для каждой стороны дороги.
Полученные суммарные годовые объемы снегоприноса располагаем в статистический ряд в убывающей последовательности и записываем в третий столбец табл.2.1.4П.1. – 2.1.4П.4. Во второй столбец ставим зимний период, соответствующий объёму снегоприноса, записанному в третьем столбце в убывающей последовательности.