Рекомендации по оформлению курсового проекта

Выполненный курсовой проект представляет собой пояснительную записку с необходимыми чертежами и схемами, которые должны быть сброшюрованы вместе с текстом.

Пояснительная записка должна быть оформлена в соответствии с межгосударственным стандартом ГОСТ 2.105-95 «Общие требования к текстовым документам».

Пояснительная записка выполняется рукописным способом на листах формата А4, текст пишется аккуратно чернилами или пастой.

Пояснительная записка должна иметь «Содержание», «Исходные данные» и «Введение», в котором излагаются задачи, стоящие перед путевым хозяйством и призванные обеспечивать безопасность движения поездов, роль земляного полотна в их решении, а также отмечается, какие вопросы решены в курсовом проекте. Заканчивается пояснительная записка перечнем использованной литературы. Все страницы в ней должны быть пронумерованы.

Используемые при расчетах формулы должны сопровождаться пояснениями входящих в них величин. Пояснения повторяющихся величин даются один раз при первом их использовании. У численных значений величин указывается единица измерения.

По выполненным расчетам делаются соответствующие выводы и предложения по проектированию мероприятий для защиты земляного полотна от внешних воздействий, его стабилизации и усиления.

Графический материал курсового проекта оформляется в соответствии с ГОСТ 2.109-73 ЕСКД «Основные требования к чертежам». Расчетные схемы и чертежи выполняются на миллиметровой бумаге соответствующего формата, но не меньше формата А4 (297 ´ 210 мм).

Основными параметрами волнового режима являются: высота волны h, м, длина волны λ, м, период волны Т, с. К дополнительным параметрам относятся крутизна h/λ и пологость λ/h волны, а к характеристикам водной акватории относятся длина разгона ветровых волн L, м, средняя глубина воды в пределах разгона волн d_L, м, и расчетная скорость ветра V_w, м/с. С объяснением всех параметров можно ознакомиться в [1, п. 2.2.5]. Значения характеристик L, d_L и V_w заданы.

Расчетной высотой волны h_i является такая высота, заданная вероятность превышения которой составляет i %. Для дорог I–III категорий рекомендуется i = 1 % при укреплении откосов плитами и i = 2 % при укреплении каменной наброской.

Схема волнового режима в приоткосной части насыпи и характеристики водоема приведены на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Схема волнового режима в приоткосной зоне водоема: зона 1 – глубоководная; зона 2 – мелководная; зона 3 – прибойных волн; зона 4 – приурезовая

В общем случае у водоема может быть четыре зоны по глубине: глубоководная, мелководная с границей между ними при глубине , прибойных волн, начинающаяся с глубины и приурезовая.

1.1.1. Определение параметров волн

Расчет параметров волнового режима и определение верхней границы наката воды на откос выполняются в соответствии с [2]. Так как высота наката воды на откос зависит от шероховатости поверхности его укрепления, то в курсовом проекте рекомендуется принимать для нечетных вариантов исходных данных плитное железобетонное укрепление откосов, а для четных – каменную наброску.

Расчет средних величин высоты и периода волны начинают с глубоководной зоны. Для этого определяется безразмерная величина , и в зависимости от нее по графику (рис. 1.2) на осях ординат находятся численные значения безразмерных величин и , а по ним определяются и :

, .

Здесь L и V_w заданы, q – ускорение свободного падения (9,81 м/с²).

Расчетная высота волны i-процентной обеспеченности и средняя длина волны определяются по формулам:

; , (1.1)

где – коэффициент приведения высоты волны в глубоководной зоне к
i-процентной обеспеченности; p = 3,14.

Рис. 1.2. График для определения и в зависимости от

При укреплении откосов насыпи каменной наброской ,
а при укреплении железобетонными плитами

Если у подошвы откоса насыпи глубина воды (глубоководная зона), то найденные по формулам (1.1) значения и используются в дальнейшем для расчета укрепления откоса. Здесь (см. расчет ниже). В случае, если , т. е. в приоткосной части поймы – мелководная зона, тогда высоту волны i-процентной обеспеченности следует определять по формуле

, (1.2)

где – коэффициент трансформации, зависит от относительной глубины у подошвы откоса и определяется по графику (рис. 1.3); – коэффициент рефракции, для малых акваторий, характерных для долин рек, можно принять его равным единице; – обобщенный коэффициент потерь, зависит от и поперечного уклона дна в зоне откоса . При уклонах круче 1/30 следует принимать .

Рис. 1.3. График зависимости коэффициента
от относительной глубины воды

Глубина воды в приоткосной части , измеренная от статического уровня (ГВВ), определяется для насыпей высотой более 12 м согласно схеме (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Схема для определения глубины воды Н_ст

при ее статическом уровне ГВВ

, здесь и – отметки соответственно горизонта высоких вод и подошвы откоса

, (1.3)

где – отметка основания насыпи по ее оси (задана).

Для определения х выразим отрезок (а) двумя способами:

(1.4)

Приравняв правые части выражений (1.4), найдем х:

, (1.5)

где b – ширина основной площадки с учетом заданного числа путей и категории железнодорожной линии (п. 1.2.1).

1.1.2. Определение верхней границы защиты откоса
от воздействия волн

Согласно рис. 1.1 верхняя граница защиты (укрепления) откоса насыпи от волнового воздействия, а также высота незатопляемой бермы, если она необходима для обеспечения устойчивости откоса насыпи, могут быть определены по формуле

, (1.6)

где – высота подпора воды вследствие стеснения русла реки мостовым переходом, м; – высота ветрового нагона воды, м; – высота наката на откос волн обеспеченностью , м; а_зап – запас, принимаемый равным 0,25 м для верха незатопляемых берм и укреплений откосов.

Высота ветрового нагона воды определяется по формуле

, (1.7)

где – средняя глубина воды на протяжении разгона волн L, м; – угол между направлением ветра и перпендикуляром к продольной оси насыпи, град (угол приведен в исходных данных); – коэффициент, зависящий от скорости ветра V_w: при м/с ; при м/с ; при м/с .

Величина для речных акваторий составляет не более 0,15 м. Поэтому в формуле (1.7) в знаменателе допускается принять равной нулю.

Накат на откос волн обеспеченностью 1 % по накату для фронтально подходящих волн высотой при глубине перед откосом определяется по формуле

, (1.8)

где и – коэффициенты, зависящие от шероховатости поверхности откоса (типа укрепления); при бетонных (железобетонных) плитах ; ; при каменной наброске эти коэффициенты зависят от относительной шероховатости поверхности откоса ( – расчетный (средний) размер камня, см. ниже): при ; при ; – коэффициент, зависящий от расчетной скорости ветра и показателя крутизны откоса : при ; – коэффициент, принимаемый по графикам (рис. 1.5) в зависимости от угла наклона откоса к горизонту и пологости волны . Откосы в зоне подтопления должны иметь крутизну 1:2 (m = 2).

Рис. 1.5. Графики для определения коэффициента k_run в зависимости

от пологости волны и показателя крутизны откоса m

В формуле (1.8) принимается равной , если глубина , и равной , определенной по формуле (1.2), если .

Высоту наката на откос волн обеспеченностью i необходимо определять умножением полученного по формуле (1.8) значения на коэффициент , принимаемый равным единице при обеспеченности по накату 1 % (плитные покрытия откоса) и при обеспеченности по накату
2 % (каменная наброска).

При подходе фронта волны к откосу под углом со стороны открытой акватории величину следует умножить на коэффициент . Согласно СНиП [2] рекомендуются следующие значения : при ; при ; при ; при ;
при ; при ; при .

Расчетный (средний) размер камня верхнего слоя наброски при определяется из двух условий: первое – устойчивое положение камня на откосе данной крутизны при воздействии волн, второе – то же при воздействии вдоль откосного течения воды со скоростью V, м/с.

По первому условию определяется по формуле

(1.9)

где – расчетная масса камня, т; – плотность материала камня, т/м³; т/м³.

В зоне действия ветровых волн (до глубины ) определяется по формуле

(1.10)

где – коэффициент, принимаемый для камня равным 0,025; и – высота и длина расчетной волны, м; – показатель крутизны откоса, ; – плотность воды 1,0 т/м³.

По второму условию определяется по формуле

, (1.11)

где А – коэффициент, учитывающий устойчивость камня на откосе, ; и – удельные веса соответственно материала камня и воды, кН/м³, кН/м³; – угол наклона поверхности откоса к горизонту при крутизне 1:2 (); V – скорость течения воды вдоль откоса, м/с (см. исходные данные).

Из двух значений размера камня принимается большее.

1.1.3. Проектирование укрепления откосов насыпи

Для принятого типа укрепления откоса определяются все необходимые размеры и конструктивные элементы. При этом необходимо руководствоваться рекомендациями, изложенными в [1–5].

Каменная наброска. Целесообразно применять ее при скоростях течения воды от 1,5 до 4,0 м/с и высотах волны до 1,5 м. Определив расчетный размер камня по формулам (1.9) и (1.11), необходимо найти толщину каменной наброски. Каменные наброски могут быть однослойными и двухслойными. В двухслойной наброске размер камня второго слоя определяется из выражения

, (1.12)

где – линейный размер камня первого (верхнего) слоя наброски, приведенный к шару, определяется по формулам (1.9)–(1.11).

Минимальная толщина каждого слоя наброски, измеряемая по нормали к откосу, может быть определена как

, (1.13)

где а = 2 при двухслойной наброске, а = 2,5 при однослойной наброске из сортированных камней и а = 3 при однослойной наброске из несортированного горного материала.

В основании каменной наброски устраивается специальная подготовка, играющая роль обратного фильтра (см. ниже).

Плитные покрытия. Для защиты откосов от волноприбоя и вдоль откосных течений применяют бетонные и железобетонные плиты. Плитное укрепление откоса может выполняться сборным и монолитным железобетоном или асфальтобетоном.

Размеры плит в плане для сборных покрытий обычно назначают в зависимости от мощности применяемых подъемно-транспортных средств и условий транспортировки. Они могут быть следующих размеров: 1´1; 2´2; 2´3; 2,5´3; 3´3 м. Монолитные плиты имеют размеры в плане от 5´5 до 10´10 м.

Применение различных конструкций плитного укрепления зависит от скорости течения воды вдоль откоса и высоты волны (табл. 1.1).

По конструктивным соображениям плиты толщиной меньше 0,1 м не изготовляются. Необходимая толщина плиты с учетом известных расчетной высоты и длины волны, а также принятых размеров плиты в плане определяется расчетом.

По условию устойчивости плит на откосе под воздействием волн толщина их определяется по формуле

, (1.14)

где – коэффициент запаса ( 1,2 и 1,15 соответственно для дорог I, II, и III категорий); – коэффициент, учитывающий тип плиты ( при монолитных плитах и – при сборных); В – размер плиты, перпендикулярный урезу воды, м; и – удельные веса соответственно материала плиты и воды, кН/м³ ( кН/м³).

Таблица 1.1

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: