Устройство входного участка для водоотвода из прикромочных лотков

 

Изобретение относится к области дорожного строительства, а именно к водоотведению с автомобильных дорог. Устройство входного участка для водоотвода из при кромочных лотков треугольного сечения в водоотводящие лотки прямоугольного сечения, включающее участок поворота на 90° с дном двоякой кривизны и вертикальными боковыми стенками, отличается тем, что участок поворота с дном двоякой кривизны выполнен с учетом параметров подводимого потока в соответствии с теорией управления бурными потоками.

Изобретение относится к области дорожного строительства, а именно к водоотведению с автомобильных дорог.

Известно устройство для сброса воды открытыми лотками с проезжей части автомобильных дорог [Типовые проектные решения 503-09-7.84 Водоотводные сооружения на автомобильных дорогах общей сети Союза ССР, утверждены и введены в действие Минтрансстроем, распоряжение от 28.03.1984] содержащие подводящие прикромочные лотки (кюветы) с поперечниками треугольной формы сечения, входной участок с плоским дном, ограниченный плоской стенкой. Входной участок переходит в телескопический лоток. Все элементы этой конструкции выполнены из бетона. Заявляемое и существующее устройства служат одной цели - возможно лучшей организации отвода поверхностных вод с проезжей части автомобильной дороги.

Эффективность работы всей системы водоотведения определяется, в первую очередь, способностью входного участка к возможно полному перехвату потока, протекающего по прикромочному лотку, повороту его на 90 в сторону от дороги и плавному переводу его в водоотводящий лоток.

Недостатком существующего варианта является полное игнорирование положений гидравлики бурных потоков, из-за чего большая часть потока по прикромочным лоткам проскакивает участок входа в водоотводящий лоток. Кроме того, на этом участке возникают косые волны, что приводит к переливу через борта, окаймляющие участок, и последующему подмыву и разрушению конструкции.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является более совершенная конструкция входного участка, разработанная кафедрой ТГВ Саратовского государственного университета [Новое в проектировании водоотвода с автомобильных дорог / Л.И. Высоцкий, Ю.А. Изюмов, И.С. Высоцкий, Саратов.: Изд-во СГТУ 2011], содержащая дно сложной двояковыпуклой формы, удовлетворяющее принципам теории управления бурными потоками. Конструкция имеет два варианта: с одно- и двухсторонним подводом воды. Выходное сечение у конструкции полукруглой формы.

Недостатками данного устройства являются возникновение волнообразований и усложненная форма поверхности дна.

Задача настоящего изобретения заключается в ускорении осушения проезжей части и увеличении межремонтных интервалов. Кроме того, а так же в оптимизации с помощью теории управления бурными потоками такой конструкции входа в водоотводящий лоток, которая обеспечивала бы наибольшую пропускную способность при отсутствии нежелательных волнообразований и перелива воды через боковые стенки, и, как следствие, не допускала подмыва и разрушения системы водоотвода с автомобильных дорог.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве соединения прикромочного лотка треугольного сечения с водоотводящими лотками прямоугольного сечения прямоугольного сечения, включен участок поворота с одним либо двумя входами, отличающийся тем, что он выполнен с дном двоякой кривизны виражеобразной формы, причем оптимальная его геометрия удовлетворяет выражениям (в соответствии с теорией управления бурными потоками):

где z - отметка свободной поверхности;

h - глубина по вертикали;

причем z (в безразмерном виде) определяется по формуле:

где S0, n - безразмерные координаты;

z0(S0) - отметка продольного профиля осевой поверхности линии тока;

b - ширина входного участка;

В - ширина выходного участка;

П - функция распределения скоростей;

0(S0) - радиус кривизны плана осевой поверхностной линии тока;

и (n, S0) - согласующие функции

. продольный профиль осевой линии тока:

н - угол наклона к горизонту дна прикромочного лотка;

к - угол наклона дна к горизонту входного участка в концевом сечении;

m - коэффициент вычисляемый по формуле:

y0(S0) - уравнение оси входного участка принимаем в виде полинома восьмой степени (в безразмерном виде):

V0 - средняя скорость в начальном сечении;

g - ускорение свободного падения;

L0- длина осевой линии в плане;

- коэффициент вычисляемый по формуле:

=1-(1-0,95)·S0.

Связь между безразмерными и размерными величинами можно описать таким образом:

t(paзм.)=t(безразм.)·L0.,

где t - некоторая величина.

Предлагаемое устройство и его отличие от существующих поясняется чертежами: на Фиг.1 показан типовой вариант входного участка, на Фиг.2 представлен вариант входного участка (прототип) с односторонним входом, на Фиг.3 представлен вариант входного участка (прототип) с двухсторонним входом, на Фиг.4 изображена предлагаемая схема входного участка с односторонним входом, на Фиг.5 изображена предлагаемая схема входного участка с двухсторонним входом, на Фиг.6 изображена схема входного сечения устройства, на Фиг.7 изображена схема выходного сечения устройства, на Фиг.8 изображена трехмерная модель лотка, построенная в программе автоматического проектирования, на Фиг.9 изображена схема очертаний плана входного участка, на Фиг.10 показаны формы поперечных сечений,

где;

1 - проезжее полотно дороги;

2 - прикромочный лоток;

3 - водоотводящий лоток;

4 - входной участок.

Устройство входного участка для водоотвода из прикромочных лотков содержит входную часть треугольного (Фиг.3) и выходную часть прямоугольного сечения (Фиг.4), расположенные друг относительно друга под углом в 90°, и на определенных расстояниях по осям x, у, z (Фиг.5). Между ними располагается часть плавного перехода, состоящая из дна особой двояковыпуклой формы и вертикальных стенок (Фиг.5, 7). Конструкция предполагает два варианта для обеспечения одностороннего и двухстороннего входа (фиг.1, 2). Конструкция выполняется из бетона, либо новых конструктивных материалов.

Устройство работает следующим образом: поверхностные воды с проезжего полотна дороги 1 из-за поперечного ее уклона попадают в прикромочный лоток 2. Благодаря использованию в предлагаемой конструкции входного участка 4 принципа виражирования, бурный поток из прикромочного лотка 2 без существенных волнообразований, всплесков, переливов и других нежелательных явлений поворачивается на 90°, переводится в водоотводящий лоток 3 и далее.

Оптимальным примером выполнения устройства может служить лоток с односторонним входом, рассчитанный на пропуск 160 л/с. Его геометрические параметры (фиг.3, 4, 6) таковы b - 0,75 м; B - 0,4 м; B0 - 5,3 м; L0 - 10 м; hт - 0,04 м; hк - 0,04 м; hк - 0,04 м, отклонение по оси у - 6,93 м; отклонение по оси z - 1,38 м.

Устройство входного участка для водоотвода из прикромочных лотков треугольного сечения в водоотводящие лотки прямоугольного сечения, включающее участок поворота с одним либо двумя входами, отличающееся тем, что оно выполнено с дном двоякой кривизны виражеобразной формы, причем оптимальная его геометрия удовлетворяет теории управления бурными потоками.



 

Наверх