ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результаты выполнения НИР.

Данные исследования выполнены на основе новой методики расчета кривой свободной поверхности водного потока, предложенной В.И. Баховчуком, в которой дана новая формула для определения степеней стеснения потока на мостовых переходах. Эту же формулу можно применить и для расчетов величин подпоров у насыпей подходов и перед мостом.

Были произведены расчеты величин подпоров и степени стеснения потока у насыпей подходов и непосредственно перед мостом для некоторых мостовых переходов со струенаправляющими дамбами и без них. Расчеты производились по традиционной методике, по формулам с учетом поправочных коэффициентов и по усовершенствованной формуле с учетом величин боковой приточности.

Поправочные коэффициенты в упрощенном расчете вводятся для учета нелинейности потерь напора на трение и для учета влияния русловых деформаций, то есть размывов и отложений наносов за мостом. Традиционная формула этого не учитывает.

Усовершенствованная формула отличается тем, что при расчете степени стеснения учитывается влияние коэффициента Кориолиса (принимается в пределах 1.1 - 1.3). Пренебрежение этим коэффициентом или неправильный его учет для беспойменных русел не дает значительной ошибки в расчетах, однако при наличии пойм ошибки оказываются весьма значительными. Кроме того, усовершенствованная формула учитывает боковую приточность пойменных струй в русло водотока в зоне сжатия и выхода их на пойму в зоне растекания, чего не учитывает традиционная методика расчета.

Результаты исследований показали, что полный подпор возрастает с увеличением степени стеснения потока. Подмостовой подпор возрастает с увеличением степени стеснения, а затем снижается. Причем, на мостовых переходах без дамб полный подпор у насыпи начинает резко увеличиваться при степени стеснения более единицы и достигает некоторого максимума при больших степенях стеснения. На реках с дамбами подпор у насыпи резко увеличивается при степени стеснения больше единицы, а затем, при степенях стеснения от 1.7 до 2.1, возрастает уже незначительно и затем вновь резко увеличивается, достигая максимума. При этом величина полного подпора у насыпей на мостовых переходах с дамбами гораздо выше, чем на мостовых переходах без дамб. При анализе величин полного подпора в створе мостового перехода на реках без дамб установили, что полный подпор возрастает при увеличении степени стеснения до некоторого максимума и затем снижается. Погрешность в определении подпора по традиционной методике и по формулам с учетом поправочных коэффициентов в сторону завышения весьма велика и становится более значительной при степенях стеснения более 1,4. При расчетах с этой погрешностью величины размывов оказывались меньше реальных, и на мостовых переходах могли возникать опасные процессы, влияющие на безопасность функционирования сооружения.

На реках с дамбами подпор возрастает до некоторой величины, затем несколько снижается, вновь возрастает до некоторого максимума и снова снижается. При этом на мостовых переходах с дамбами величина полного подпора гораздо выше, чем на мостовых переходах без дамб. Это позволяет сделать вывод о том, что наличие струенаправляющих дамб отодвигает воронку размыва и вынос наносов вверх против течения под мост, что снижает опасность размывов в створе мостового перехода.

Учитывая результаты расчетных исследований речных мостовых конструкций при их проектировании, можно заранее спрогнозировать надежность мостовых конструкций и уменьшить вероятность возможных аварийных ситуаций, а также увеличить срок их службы в 1,2 - 1,3 раза.