СИСТСМЛ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ
в строительстве СВОД ПРАВИЛ
СООРУЖЕНИЯ МОСТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ И ПОДТОПЛЯЕМЫХ НАСЫПЕЙ
МЕТОДЫ РАСЧЕТА МЕСТНЫХ РАЗМЫВОВ
СП 32-102-95
Издание официальное
КОРПОРАЦИЯ «ТРАНССТРОЙ» МОСКВА 1990
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 НИИ 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, струеиаправляющпх дамб и траверсов»
Введение
Главной задачей настоящего свода правил является упорядочение как принципиальных подходов, так и методов расчета местных размывов в зависимости от типа сооружений н их взаимодействия с потоком.
Свод правил разработан АО «ЦНИИС» (ответственный исполнитель—каид. техн. наук В. Ш. Цыпин) па основе накопленных в России и за рубежом за несколько десятилетий данных о местных размывах, по результатам лабораторных гидравлических исследований, натурных наблюдении 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.
СП 32-102-95
|
Рисунок 5б—Ря,.,„
Разделение на элементы тела опоры при „елпскретио* изменении ее размеров к |
о„т0РИп^П?еДелеаии Расчет,1°" 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 недискретпым (плавным) изменением ширины поперечного сечения следует выделять не менее трех одинаковых по высоте элементов, для которых в качестве расчетной ширины поперечного сечения hi принимают среднюю ширину рассматриваемых элементов (рисунок 5.6).
5.1.8 Весовой коэффициент t-ro элемента опоры (см. рисунок
5.3) следует определять по формуле
h=A>
при
СП 32-102-95
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1— |
|
|
у |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s |
У |
|
|
у |
|
У |
/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
у |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г5 |
1) J |
У |
|
|
|
у |
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а? |
|
Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ |
о.
Ус |
\ 'I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
\ |
|
|
|
|
|
/ |
/ |
|
|
|
|
|
Г |
|
|
|
|
|
|
< |
|
|
|
|
\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
' |
7” |
|
\ |
у |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
\ |
|
|
|
|
и |
г |
т. |
Y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
\ |
|
у |
|
И |
|
|
у |
|
|
|
|
|
\ |
г |
г,х |
|
|
|
|
|
/ |
|
|
|
у |
и |
и |
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
)С |
й |
и*— |
|
1 |
S |
s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
y/v71 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
у |
их |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
Ту |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
|
F |
г— |
|
И |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ьл |
|
|
Г |
\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
УдЛ |
|
У |
|
|
\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 2 3 4 5 Рисунок 5.7—График для определения коэффициента косины К |
|
ь*
ь |
Для последнего (находящегося у поверхности потока) п-rо элемента Нп—Н.
Весовые коэффициенты первого и последнего элементов опоры
соответственно равны
/^ЛДЯ,.///)*1- (5.11)
\п — 1 — Ап-\ (Ял-|/Я)Тп_1. (5.12)
5.1.9 Коэффициент формы опоры /VI или элемента опоры Mi должен приниматься следующим:
Форма опоры Коэффициент М
Цилиндрическая....... ....... 1,0
С овально Г* или полуциркульной передней гранью . . 0,85
Прямоугольная................ 1,24
С верховой стороны в виде двугранного угла 0:
120°.............J...... 1,22
90°................... 1,0
60°................... 0,73
10
СП 32-102-95
Для прямоугольной опоры с закругленными углами коэффициент формы следует определять в зависимости от отношения радиуса закругления г и ширины опоры Ь:
2 г/Ь ... 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 ггри двугранном угле 0 с верховой стороны опоры в пределах ЗО°<0< 120° допускается определять по формуле
Л1= (0/9ОТ\
Коэффициент формы свайного фундамента следует определять по приложению Б.
5.1.10 Если продольная ось опоры образует с направлением набегающего па нее потока угол а>!0°, глубины размыва Л следует определять с учетом коэффициента косины Д. Коэффициент косины для всей опоры К или элемента опоры ЛД определяют по графику (рисунок 5.7) или по формулам
при b*ib< 2,53 Л-Г/э (зона 1)
0.55 / Ьг
~'Г; |
(5.13) |
. у/>
» / ’ |
(5.14) |
М'1' 1 ь
при b*{b> 2,53 М'Ь (зона П)
/<=
м
где Ь*—приведенная ширина опоры или ее элемента, равная ширине их проекции .па плоскость, нормальную направлению потока, м.
Расчетные формулы для определения приведенных ширни характерных форм опор даны в приложении В.
Косина набегания потока на свайное основание опор (па ряд опор, расположенных по фасаду к направлению течения) учитывается только коэффициентом косины у отдельно стоящей сван.
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 6Т за счет ступеней на границе элементов промежуточной опоры, находящихся выше отметки общего размыва, рекомендуется учитывать по приложению Д при
11
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 бф за счет обнажаемой в процессе местного размыва части массивного фундамента рекомендуется учитывать по приложению Е, когда суммарная ширина обнажаемых ступеней фундамента составляет не Met tee 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 6Т и 6Ф 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 п 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 h (см. п. 5.1.7) к времени Т воздействия потока ЫТ>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 крупности несвязном грунте 1г, м, определяют по формулам;
а) при £ V>VHD
для опор па свайном основании при е <0,3/7 (см. рисунок 5.4)
НО ' У о J 7
и0 D~~v)iD } ' р
(5.15)
для всех остальных типов фундаментов
(5.16)(5.17)
где е — коэффициент абразивности (см. п. 5.2.3);
Vhd*Vqd—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) р долей (см. и. 5.2.4); hcD— глубина местного размыва в однородном несвязном грунте со средним диаметром частиц D при скорости потока v = Vqd у опор ип свайном фундаменте, когда е<0,3Н (см. и. 5.1.4), определяемая по формуле
f'cD = fto, + Оом ~ Пае) 1 О !8)
h0eth0M—глубина местного размыва воднородном несвязном грунте со средним диаметром частиц D и при скорости потока v = vqd соответственно при положении низа плиты ростверка относительно дна после общего размыва а = 0,3Н и при плите ростверка, низ котором заглублен ниже отметки возможных местных размывов (см. рисунок 5.5);
Л о о—то же для опор на массивном фундаменте и свайном основании при £>0,3/7.
Глубина размыва koe , /г0м и /*оо определяют по формуле
где о вd—взмучивающая скорость потока для грунта со средним дпаметро-м частиц D (см. п. 5.1.5).
5.2.3 Коэффициент абразивности е характеризует уменьшение устойчивости крупных частиц в потоке, находящихся среди более Мелких п подвижных фракций. При размыве несвязных грунтов значения коэффициента е следует принимать равным:
D/rf„ . . . |
<3 |
4 |
6 |
8 |
|
F . . . . |
1 |
1,19 |
1.16 |
1.14 |
|
Did» . . . |
10 |
12 |
15 |
20 |
30 |
а . . . . |
1,125 |
1,11 |
1,09 |
1,075 |
1,06 |
|
0.5 djD |
или по формуле при D/dM>3
е
где d„— средний диаметр частиц мелких фракции, который определяют по формуле
dn=—— • (5.21)
При D/d^ >30 можно принимать е= 1.
СП 32-102-95
В случае, предусмотренном п. 4.4.а, когда известен средний диаметр частиц накосов, поступающих в воронку местного размыва, последний следует принимать за расчетное значение dM.
5.2.4 Средний диаметр частиц слоя отмостки D, м, и их содержание в грунте (по массе) р следует определять:
а) при smiXv>vHDm.t — подбором из уравнения
PID = RP, (5.22)
где /?р= ~ "?Y ( 1--^ ; (5.23)
р ЛоD \ £ С/—t/uО / \ VoD ) к
emaX) vh0п —коэффициент абразивности и начальная скорость
для самых крупных частиц (или включении) в грунте со средним диаметром частиц Dnm (см. п. А.4).
Если определяют глубину размыва у опоры на свайном основании при е<0,3И, то в формуле (5.23) вместо hop следует принимать глубину размыва fico по формуле (5.18).
Порядок определения среднего диаметра частиц слоя отмостки D и их содержание в грунте р из уравнения (5.22), а также приме]) расчета глубины местного размыва в неоднородном несвязном грунте изложен в приложении Ж;
*б) при Етаху<'у„0п1ах—по-формуле
^\л ах
D^ldtpilp, (5.24)
°mf л
где Dmin — минимальная крупность частиц в слое отмостки.
Определение Dmin, м, следует начинать с расчета по формуле
О,=0,7// (Т/3 (Ь1Н)Ъ (5-25)
Ч < У §н /
П р г г наличии в грунте частиц крупнее полученного значения менее 15% размер этих частиц принимают за искомый, а более или равное 15%—размер частиц, полученных по формуле (5.25), умножают на коэффициент 0,5. Если частиц подученной крупности Dmln грунт не содержит, то искомыми частицами Dmhx будут ближайшие к рассчитанным более крупные частицы;
в) при ‘Наличии в грунте крупных включении (см. и. А.5) не менее 2%—значение D принимают равным среднему диаметру частиц этих включением.
5.3 Размыв в связных грунтах
5.3.1 К связным относятся глинистые, суглинистые и супесчаные грунты с числом пластичности \РП> 0,01 (см. п. А.7).
44
СП 32-102-95
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 А, м, следует определять по формуле (для всех фундаментов опор, кроме свайного при е<0,3Н)
(5.26)
Глубину размыва у опоры на свайном основании при с<0,3// следует определять по формуле (5.6), в которой глубины размыва А* и Ам находят по формуле (5.26).
При определении наибольшей глубины размыва по формуле (5.26) необходимо принимать:
-коэффициент абразивности г =1,16 при поступлении в воронку размыва песчаных наносов и е = 1. когда пет поступления наносов;
-в формуле начальной скорости ои в качестве среднего диаметра частиц грунта—утроенную толщину отрывающихся отдельностей, т. е. d = 3z, где z — толщина отрывающихся отдельностей, мм,
z — 0,35-}-0,бс’р 10
Здесь ср— 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) пли (5.26) и по формуле
(5.3) пли (5.6) в зависимости от типа фундамента опор для грунта, влекомого потоком.
В случае, предусмотренном в п. 4.4.6, 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 d4 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;
2 з. 6012
СП 32-102-95
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 /?, м, не должна доходить до нижней границы этого слоя на величину
Д*>0,15А. (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 ГД, 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*
6.1.1 Наибольшую глубину местного размыва /?, м, в однородных несвязных и связных грунтах у голов струенаправляющих дамб и в верховой части конусов мостов следует определять по формуле
А-(2-^/С~/(х)яЛт, (6.!)
где vr, Яг—скорость, м/с (см. п. 6.1.2) и глубина потока, м (см. п. 6.1.4) у подошвы головы дамбы или конуса; vo — размывающая скорость для грунтов, в которых происходит размыв, м/с (см. и. А.8),
К[ — коэффициент, характеризующий увеличение скорости потока в голове дамбы или в верховой части конуса при недостаточной длине сооружения; определяется по приложению К.
* Неоднородность н связность грунтов определяют так же, как при расчете промежуточных опор.
16
СП 32-102-95
Кх—коэффициент, принимаемый равным 1,0, когда дамба или конус обтекаются потоком, и 0,85 при плохо обтекаемых сооружениях;
Кт—коэффициент, зависящий от коэффициента заложения откоса или конуса дамбы т со стороны русла:
т ... . 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0
Кт • . • • 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 пли в верховой части конуса ог, м/с, следует определять в зависимости от числа пойм, на которых устраивают струенаправляющие дамбы, по формулам:
а) при односторонней пойме
ъг = сущ («М)'Л; (6-2).
б) при пересечении водотока с двумя поймами со стороны мощной (пропускающей больший расход воды) оГ(м) и слабой уГ(С> поим соответственно;
^Г(М) =Сгмф Л/ГХ( 'Уч (И м(м) ) ^ У (6.3)
'Цг(с) — ПГ(М) ^ ^ (iм(м)Лм(с))^/2 . (6.4)
где Сг, Сгм—коэффициент Шези, м°-5/с, определяется по коэффициенту шероховатости русла пр при глубине потока на односторонней Нг и на мощной Нш, м (см. п. 6.1.4) поймах по формуле
С г = H'J’Jrip или Сгм = //;>р; (6.5)
б (или бм, Ас)—коэффициент стеснения потока подходами на одной пойме Q„/Q или со стороны соответственно мошной QnM /Q и слабой QMC /Q пойм;
Qn/ — расход воды в расчетный паводок, проходящий в бытовом состоянии на части он поймы, перекрытой насыпью;
Q — расчетный расход воды в речной долине; i—продольный уклон свободной поверхности нестесненного потока в расчетный паводок;
£м—средний уклон свободной поверхности потока перед мостом (см. п. 6.J.3);
17
£м(«), £м(«)—фиктивные средние уклоны свободной поверхности потока перед мостом со стороны соответственно мошной и слабой пойм (см. п. 6.1.3);
(3 — показатель степени, определяемый по формуле
p = l,55orM/j fgHrM. (6.6)
Если правая часть формулы (6.6) получается меньше 0,2, то следует принимать (3 = 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
1м ~1 -ЬАЛв/ло, (6.7)
- при пересечении водотока с двумя поймами
£щ1) —£ + ф/АЛ0/Ли). (6.8)
где Xq — расстояние от моста до вертикали, где устанавливается пр.едмостовон подпор А /г п;
Ф — коэффициент, характеризующий долю предмостового подпора, вызванную стеснением г-й поймы (мощной — с индексом «м», слабой — с индексом «с»), определяется по формуле:
Ql — 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 S0d >Хп, то в формуле (6.8) принимают Xq — Soo.
6.1.4 Глубину потока //„■, м, у подошвы головы дамбы со стороны i-й поймы можно принимать равной:
Яп =/7б/ + Д/1В» (6.10)
где Ны —глубина потока на вертикали у подошвы головы дамбы в бытовых условиях (до устройства мостового перехода) со стороны ;-н поймы, м.
СВОД ПРАВИЛ
СООРУЖЕНИЯ МОСТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ И ПОДТОПЛЯЕМЫХ НЛСЫПЕЯ МЕТОДЫ РАСЧЕТА МЕСТНЫХ РАЗМЫВОВ
CONSTRUCTIONS OF BRIDGES AND ABUTMENTS METHODS OF LOCAL SCOUR CALCULATION
Датп ниедепия 1996 — 01 — 01.
1 Область применения
Настоящий свод правил устанавливает методы расчета глубин местных размывов у оснований сооружении 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 па следующие документы:
СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружения
СНиП 2,05.03-84* Мосты и трубы.
СНнП 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*, СНнП 2.02.01-83* и СНиП 2.05.03-84*.
Издание официальное
СП 32-102-95
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 vT >0,5vqdK\IK1
h — hD 4- ],3D/p, (6.11)
б) при vT< 0t5oQDKx/Ki
h = 1,3D/p, (6.12)
где ho—глубина размыва, определяемая по формуле (6.1), в которой вместо Vo принимают vqq — 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 с/м определяют по формуле (5.21).
6.2.2 Средний диаметр частиц слоя отмостки D, м, гг их содержание в грунте по (массе) р следует определять:
а) в случае, предусмотренном гг. 6.2.а, — подбором из уравнения:
Р __ о П К X V Р
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. 6.2.6, — по гранулометрическому составу грунта согласно п. 5.2.4.б. При этом определение минимальной крупности частиц Dmin, м, входящих в слои отмостки, следует начинать с расчета по формуле
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 струепа-лравляюшей 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;
19
СП 32-102-95
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 ит п ), а также затопляемых сооружений (типа полузапруд).
4 2 Глубину местного размыва следует определять для условий возможных наипевыгоднейших положений русла и наносных скоплении, выявляемых с учетом руслового процесса в районе перехода -у промежуточных и береговых опор — после окончания общего размыва подмостового сечения;
-у струенаправляющих дамб — иа 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 относит!) снеговой сток) и 25% размыва при непродолжительных (ливневых),
-у других сооружений, расположенных па пойме,—па лике расчетного паводка;
- у других сооружении, расположенных в русле, за расчетный прижимают 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 пулю (размыв отсутствует).
4 3 Расчетную (нашшзшую) отметку у основания сооружении 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:
2
СП 32-102-95
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 па 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 разнозерппстых частиц. Требования, обеспечивающие указанное условие, изложены в приложении А (гг. А. 4).
5.1.2 Наибольшую глубину местного размыва /г, м, 8 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> ц0)
!1 = 0ЛИ^Ь°’в(-^у^МК\ (5.1)
3
СП 32-102-95
-без поступления наносов в воронку размыва
А = 0,77м(5.2)
где Ь — расчетная ширина (поперечное сечение) опоры, равная ширине ее передней грани, м; v, И — средняя скорость, м/с, и глубина потока, м, перед опорой после общего размыва; о0, vB — размывающая п взмучивающая скорости потока для грунта, в котором происходит местный размыв, м/с, (см. приложение А и п. 5.1.5);
— начальная скорость, м/с, (см. п. 5.1.6);
/И, К—коэффициенты формы (см. п. 5.1.9) и косины (см. и. 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,
/г = 0,77Я0,4((-^-у/2 F{b); (5.3)
- в случае, предусмотренном п. 4.4.6,
/l = 0J7№,(i),/.(iEb)>V(6). ,5.4)
где F(b) —- параметр, учитывающий геометрию опоры, м0*6; определяется по формуле
F(b)= Vb^M'KJ,, (5.5)
1-1
где bj—ширина поперечного сечения /'-го из п имеющихся выше отметки дна после общего размыва элементов опоры
с постоянной шириной, м (рисунок 5.3);
/М,, К{ — коэффициенты формы и косины i-го элемента опоры, определяемые соответственно по пп. 5.1.9 и 5.1.10; h — весовой коэффициент, приходящийся на /-п 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):
4
СП 32-102-95
Рисунок 5.1 —Опора с постоянной шириной от расчетного уропня воды (РУ В В) до дна воронки местного размыва
|
Рисунок 5.2 — Схемы опор на массивном фундаменте: |
й с постоянной шириной в пределах глубины потока: б—с леремениоЛ' шириноЛ в пределах глубины потока
|
Рисунок 5.3 — Разделение опоры па элементы (1, 2, 3, .... п) с постоянном
шириной |
а) при е>0,3И по формулам (5.3) или (5.4) в зависимости от режима наносов;
б) при в<0,ЗЯ по формуле
у\ (5.6)
где fu—глубина размыва, определяемая по формулам (5.3) или (5.4) при положении низа плиты ростверка относительно дна после общего размыва, равном е — 0,ЗН (рисунок 5.5); /гм—то же, при плите ростверка, низ которой заглублен ниже отметки возможных размывов (а ее верх — на проектной заданной отметке).
а
б
РУВВ |
|
Рисунок 5.4 — Схема опор на свайном фундаменте: |
а н б—профиль и фасад опоры с плитой ростверка выше дна русла после общего размыла; в— профиль опоры с плитой ростверка ниже дна русла;
/ — дно русла; 2—сечение воронки размыва при расчете как для опоры па массивном фундаменте (т. е. без учета свайного основания); а— 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 « 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 (/а<|<?|), 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 ов, м/с, характеризующую мутность потока (т. е. содержание взвешенных наносов в единице объема воды) определяют по формуле
v, = {gwH)'h, (5.7)
7
|
Рисунок 5.5 — Промежуточные и исходные глубины размыва у опор на свайном фундаменте при е<0,3/Г (в скобках даны характеристики, определяемые при расчете размывов в неоднородных несвязных грунтах):
о—низ ростверка расположен на высоте 0.3// над дном русла после общего размыва: 5—проектное положение плиты ростверка: а —низ плиты ростверка заглублен ниже отметки возможных местных размывов (а ее верх—на проектной заданной отметке) |
где g — ускорение свободного падения (g—9,8 м/с2);
w — гидравлическая крупность размываемого грунта, м/с; принимается по приложению А (табл. А.4).
5.1.6 Минимальная скорость набегающего потока, при которой частицы грунта у опоры приходят в движение и появляются первые признаки размыва, называется начальной скоростью и„, м/с, кото* рую определяют по формуле
(5.8)
0.95 + 0.5/7/7?,
0,4 + Я//; ’
Ь — расчетная ширина опоры, м (см. п. 5.1.7); d — средний диаметр частиц грунта, м (см. п. А.З) -Если по формуле (5.8) получается ^и>0,9о0, то следует принимать vtl — 0,9сф.
5.1.7 Расчетную ширину опоры Ь, м, с п элементами выше от метки общего размыва следует определять по формуле
(5.9)