Гидравлический расчет водопропускных сооружений

Гидравлический расчет водопропускных сооружений — определение типов и размеров сооружений с учётом воздействия на них водного потока. Методика Г. р. малых сооружений (мостов с укреплёнными руслами и труб) отличается от Г. р. средних (дл. до 100 м) и больших (более 100 м) мостов. Малые мосты с неукреплёнными руслами рассчитывают по методике ср. и больших мостов.
Малые сооружения, имеющие укреплённые русла, рассчитывают как водосливы или иные жёсткие сооружения с привлечением эксперим. данных, учитывающих особенности их гидравлические работы. Вода, притекающая к сооружению во время паводков, частично поступает в его отверстие, а частично аккумулируется перед ним. В ходе паводка растёт приток воды с бассейна к сооружению в ед. времени (расход воды) и возрастают уровни воды перед ним, достигая в какой-то момент максимума. Гидравлический расчет водопропускных сооружений определяет отметки этих уровней, соответствующие им глубины и скорости потока как в сооружении, так и на выходе
из него и возможные деформации дна водотока для назначения типа и размеров укреплений выходного русла.
Исходными данными для Г. р. являются приток воды с бассейна, предварительно принятые тип и отверстие сооружения и др. данные, характеризующие условия работы. Расход воды, проходящей через сооружение, соответствующий макс. уровню, определяется с учётом типа, отверстия, уклона и длины сооружения, условий ввода потока в него (формы оголовка, сечения подходного русла и др.), режимов протекания воды в сооружении. Связь расходов воды в сооружении и уровней перед ним (подпёртых глубин) характеризует пропускную способность сооружения. Из двух сооружений большей пропускной способностью обладает то, через которое при равных подпёртых глубинах перед ними проходит больший расход воды.
В результате Г. р. устанавливается соответствие заданных размеров сооружения требованиям норм, и в случае их неудовлетворения отверстие сооружения или тип его изменяется, а расчёт повторяется.
Выбор оптимальных типов малых водопропускных сооружений выполняют на основе технико-экономических сравнения вариантов и результатов расчёта. Гидравлические характеристики малых водопропускных сооружений (расходы, подпёртые глубины и скорости на выходе из сооружения), определяемые Г. р., приводятся в типовых проектах дорожных водопропускных труб и малых мостов, в соответствии с которыми назначают тип и отверстия сооружений при проектировании ж.д. Кроме того, разработана технологическая линия проектирования водопропускных труб, позволяющая выполнить на ЭВМ гидравлический расчет   водопропускных труб, выбрать их оптимальных типы и при помощи графопостроителей получить чертежи сооружений.
Средние и большие мосты сооружаются на пересечении трассой железной дороги крупных пост, водотоков. Русла таких водотоков обычно не укрепляются, поэтому из-за стеснения паводочного потока сооружениями перехода они могут размываться, т. е. происходит т. и. общий размыв подмостового русла, характеризуемый коэф. размыва, равным отношению ср. глубины после и до размыва. Основным задача Г. р.— определение размеров деформаций подмостового русла при различ. вариантах отверстий и размещения их на створе перехода для выбора оптимальных решения. Исходными данными для Г. р. являются материалы изысканий железных дорог.
При строительстве первых железных дорог и России средними и большими мостами перекрывались только русла рек, на поймах сооружались насыпи подходов. Опыт эксплуатации вскоре показал недостаточность их отверстий для пропуска высоких паводков. Н. А. Белелюбский при строительстве ж.-д. моста через Волгу у Сызрани впервые предложил (1875) рассчитывать отверстие моста по расходу воды и ср. скорости течения в русле при наивысшем паводке. В 1932 при натурных обследованиях ряда железнодорожных мостовых переходов сов. учёный М. Ф. Срибный установил факт прекращения размыва при скоростях течения, больших, чем бытовые, в русле, рекомендовал вводить в расчёт отверстия моста т. и. коэф. быта, меньший единицы. В 1954 Л. Л. Лиштван, используя натурные данные, предложил метод расчёта общего размыва по скорости динамического равновесия (понимая её как скорость течения, соответствующую новому руслу, образовавшемуся на участке сжатия потока возле размыва) и классификацию скоростей в зависимости от ср. глубин, крупности аллювиальных отложений в русле и вероятности превышения расчётного паводка. В 1958 О. В. Андреев предложил рассчитывать общий размыв по методу предельного баланса наносов, основанному на предположении о прекращении размыва при равенстве расхода воды.