Су өткізу құбырларын жобалау және есептеу

Шағын су бұру құрылыстары автомобиль жолының жаңбырдан немесе қар еруінен су ағатын жылғалармен, жыралармен немесе арқалықтармен қиылысатын жерлерінде орнатылады. Су өткізу құрылыстарының саны климаттық жағдайларға және рельефке байланысты, ал олардың құны жетілдірілген жабыны бар автомобиль жолының жалпы құнының 8-15% — ын құрайды. Сондықтан үлгіні дұрыс таңдау және су өткізу құрылыстарын ұтымды жобалау Автомобиль жолы құрылысының құнын төмендету үшін үлкен маңызға ие.

Автомобиль жолдарында салынып жатқан су өткізу құрылыстарының басым бөлігін құбырлар құрайды. Су өткізу құбырлары-бұл шағын тұрақты немесе мерзімді жұмыс істейтін су ағындарын жол үйінділерінің астында өткізуге арналған жасанды құрылыстар. Олар автомобильдердің қозғалыс шарттарын өзгертпейді,өйткені оларды жолдың жоспары мен бейінінің кез келген үйлесімінде орналастыруға болады. Олар уақытша жүктеменің өсуіне және динамикалық соққыларға сезімтал емес, құрылыс материалының аз шығындалуын және күтіп ұстау мен жөндеуге аз шығындарды талап етеді, көпірлермен салыстырғанда құрылыстағы су ағысының жоғары жылдамдығына жол береді, сондықтан әр түрлі мөлшерде өткізу қабілеті жоғары. Су өткізу қабілетін арттыру үшін бір нүктелі құбырлармен қатар көп нүктелі де қолданылады. Құбырлар жүру бөлігі мен жиектерін қыспақтамайды, сондай-ақ жол жабынының түрін өзгертуді талап етпейді. Бұдан басқа, құбырлар шағын массадағы темір-бетон және бетон элементтерінен толық құрастырылған, бұл жүк көтергіштігі аз крандарды пайдалануға мүмкіндік береді.

Құбыр орта бөліктен, кіру және шығу бастарынан тұрады. Құбырдың орташа бөлігі әдетте іргетасқа орнатылған, оларды секцияларға немесе топырақ жастықшасына біріктіретін буындарға бөлінген. Секциялар арасында құбырдың жарықшақтарын немесе басқа да зақымдануларын біркелкі шөгу әсерінен болдырмау үшін өтпелі деформациялық тігістер орнатылады. Тесіктің төменгі бөлігі немесе құбыр түбі құбыр құрылғысының орнында логның еңісін ескере отырып, бойлық еңісті беретін науа түрінде ресімделеді. Құбырдың еңісі оның секцияларын сатылы орналастыру жолымен қамтамасыз етіледі.

Үйінді астындағы құбырларды келесі белгілер бойынша жіктеуге болады:

— судың ағу сипаты бойынша;

— құбырдың көлденең қимасының нысаны бойынша;

— құбырдың кіру бөлігінің конструкциясы бойынша;

— құбыр материалы бойынша.

Судың ағу сипаты бойынша қысымды, қысымсыз және жартылай қысымды құбырлар ажыратылады.

— арынды құбырларда су құбырдың барлық қимасын толтырады.

— құбырларда қысымсыз ағынның құбыр бойы бос беті бар.

— жартылай қысымды құбырларда құбырдың кіру қимасы су астында қалды, ал қалған аралықта ағынның бос беті бар.

Көлденең қиманың пішіні бойынша құбырлар дөңгелек, сопақ, трапецеидальды, тікбұрышты, үшбұрышты болады.

Кіру бөлігінің құрылымы бойынша құбырлар ажыратылады:

— портальным оголовком;

— раструбным оголовком;

— жағалық басы бар; жағалық басы бар құбырдың бас жағында үйіндінің еңісінің жазықтығында кесілген, сондықтан оларды кейде басы қиылған құбырлар деп атайды;

— дәліз жақтауы бар;

— обтекаемым оголовком.

Материал бойынша құбырлар темір-бетон, металл, ағаш, бетон, тас және т. б. болады.

1. Бастапқы мәліметтер және жобалау ауданының қысқаша сипаттамасы.

1.1. Бастапқы деректер.

1. Жобалау ауданы-Воронеж облысы.

2. Жиырма жылдық перспективадағы қозғалыс қарқындылығы — № 1 курстық жоба бойынша.

3. Топографиялық карта — № 1 курстық жоба бойынша.

4. Бойлық профиль — № 1 курстық жоба бойынша.

1.2. Климат.

Воронеж облысы III-ші жол-климаттық аймақта-жылдың жекелеген кезеңдерінде топырақтың маңызды ылғалдануы бар аймақта орналасқан. Автомобиль жолын салу ауданына қыста өте суық және жазда жылы климат тән, бұл жол-климаттық кестеден көрінеді (1.1-сурет).

Жаз жылы: ең ыстық айдың орташа тәуліктік температурасы (Шілде) +20,4 С құрайды; ең суық айдың орташа тәуліктік температурасы (қаңтар) -9,2 С суық емес қысы.

Жылына ауа температурасының абсолюттік максимумы +35С, минимум-32С жетеді. Демек, температура амплитудасы 67С. Ауа температурасының жылдық орташа тәуліктік амплитудасы маусым айында (13,2 С), ал ең жоғарғы ақпанда (30,2 С) болады.

Бір жыл ішінде 696 мм Жауын — шашын түседі; сұйық және аралас түрдегі жауын-шашын мөлшері жылына 612 мм; тәуліктік максимум 112 мм.қыста қар жамылғысының орташа биіктігі 25 см құрайды, ал қар жамылғысының күн саны 142 тәулік (04.12-29.03 кезеңі).

Қарастырылып отырған аудан үшін қыста Солтүстік және батыс бағыттағы жел басым. Жазда Оңтүстік және оңтүстік-шығыс бағыттағы жел басым (1.2 сурет). Желдің орташа жылдамдығы қаңтар тең 3,22 м/с. Максимум орта жылдамдық бойынша румб қаңтар — 6,8 м/с желдің Орташа жылдамдығы шілде тең 3,55 м/с. Максимум орта жылдамдық бойынша румб шілде — 4,4 м/с.

1.3. Гидро-геологиялық жағдайлар.

Ылғалдану сипаты мен дәрежесі бойынша жобаланатын аудан жергілікті жердің 1 түріне жатады: жер үсті ағындары қамтамасыз етілген; жер асты сулары жоғарғы қалыңдықтың ылғалдануына әсер етпейді; топырақ сұр, орманды әлсіз жапырақты, аймақтың солтүстік бөлігінде — қара-сұр орман және қара топырақ күлденген және қалыңдатылған. Жол ауданында топырақ сорпалармен ұсынылған.

1.4. Жер бедері.

Жол төселуінің ықтимал жолағы биіктігі 80 м-ден кем рельефтің (биіктігі 40 м-ден асып түсетін) қыртыс төбесін және Жайылма және батпақтаусыз өзенді кесіп өтеді. Өсімдіксіз төбелер және тұрақты беткейлері бар. Бұл рельефті жазық әлсіз қиылысқан деп бағалауға мүмкіндік береді, яғни қиын учаскелер жоқ және сондықтан жобалау үшін негізгі есептік жылдамдықты қабылдау керек.

2. Су өткізетін құбыр тесіктерінің гидравликалық есептері.

2.1. Су жинау алаңын анықтау.

Есептеу шығынын анықтау үшін техникалық іздестіру процесінде қажетті топографиялық-геодезиялық жұмыстарды және зерттеулерді орындау қажет. Негізгі бастапқы мәліметтер бассейн жоспары, оның ауданы, бас логның ұзындығы, логаның орташа еңістігі, баурайлардың сипаттамасы болып табылады. Сонымен қатар бассейн бетінің сипатын белгілеу қажет: өсімдіктер, топырақ жамылғысы.

Бассейн деп су жаңбырдың түсуі мен қар еруі кезінде жобаланатын су өткізу құрылысына ағатын жер учаскесі аталады. Бассейннің ауданын анықтау үшін оның шекарасын картада немесе жергілікті жерде белгілеу қажет. Бассейннің шекарасы бір жағынан жолдың өзі болып табылады, ал екінші жағынан-бұл бассейнді көршілерден бөлетін су бөлу сызығы.

Автомобиль жолдарындағы шағын су өткізу құрылыстарының бассейні әдетте карта бойынша алынады. Бассейннің шекарасын анықтау кезінде алдымен су өткізу құрылысына жақын жердегі трассадағы жердің иілу нүктелерін (дөңес сынықтар) орнатады. Бұл нүктелер су бөлу желісінің басы және соңы болады. Су бөлу сызығының басқа нүктелері ұқсас анықталады,бұл ретте су бөлу көлденең перпендикуляр жүретінін және одан су қарама-қарсы жаққа ағуы тиіс екенін ескереді.

Қажетті карталар болмаған кезде немесе су жинағыштар анық көрінген кезде, сондай-ақ бассейннің ауданы кемінде 0,25 км2 болған кезде су жинағыштарды табиғи түрде түсіруі тиіс.

Егер жер ашық қиылысқан болса және су бөлу сызықтары анық білінсе, түсіруді кеспелермен қолданады. Бұл жағдайда су бөлу желісінің сипатты нүктелерінде оларды трассаның екі немесе бірнеше нүктесінен көруге болатындай етіп кезеңдер орнатылады. Бұл нүктелерде жол трассасының бағыты бойынша бағдарланатын құрал орнатылады. Қойылған кезеңдерге дәйекті түрде бұрыштама қоя отырып, базиске қабылданатын трассаның бағыты мен нысаналы сәулелер арасындағы бұрыштарды өлшейді. Әрбір кезеңге трассаның кемінде екі нүктесінен көзқарас жасалуы тиіс. Жоспар бойынша, трассаның бағытына қарай, визирлік желілер жүргізеді. Егер жер бедері мен өсімдіктерге байланысты бассейннің бетінде көрсетілген әдіспен түсіруді орындауға болмайтын болса, су бөлу бойынша айналып өту қолданылады. Бұл ретте қабаттар арасындағы қашықтықты таспа немесе адомер, ал буссольмен немесе гониометрмен өлшенген румбалар немесе азимуттар бойынша бұрылу бұрыштарын анықтайды.

Егер су тегіс болса және бетінде анық білінбесе, бассейн су бөлінгенге дейін тальвег бойынша жүрістермен алынады. Жүріс ұзындығын өлшеп және олардың бағыттарын анықтап, бассейндердің жоспарын құрайды.

Карта бойынша салынған бассейннің ауданы қарапайым геометриялық фигураларға бассейнді планиметрмен, палеткамен немесе бөлумен анықталады.

Осы курстық жобада су жинау алаңы берілген топографиялық карта бойынша анықталды (см . одан кейін оларды қосу арқылы 100 м жақтары бар квадраттарға бөлу әдісімен. Алаң водосборного бассейні, F = 1,64 км2 .