HIDAK ÉS ÁTERESZEK HIDRAULIKAI SZÁMÍTÁSA

Átírás

1 MSZ Magyar Népköztársasági Országos Szabvány HIDA ÉS ÁTERESZE HIDRAULIAI SZÁMÍTÁSA G 8 Bridges and culverts - Hydraulic calculation MAGYAR SZABVÁNYÜGYI HIVATAL E szabvány alkalmazása kötelezõ.* Elõírásaitól eltérést a Magyar Szabványügyi Hivatal elnöke engedélyezhet. E szabvány tárgya a természetes és mesterséges vízfolyásokra (Duna és Tisza kivitelével) építendõ és mederszûkítést elõidézõ magányos hidak és átereszek hidraulikai számításai, nevezetesen a hídduzzasztás, illetve a mûtárgy okozta vízszintkülönbség, valamint a duzzasztás következtében módosult vízhozam meghatározása. Nem tárgya a szabványnak több egymás után elhelyezett híd, vagy áteresz, a mûtárgy melletti és alatti szivárgás, a mûtárgy elõtti feliszapolódás, a híd alatti kimosás. Ha a híd az átfolyási szelvényt teljes mértékben áthidalja, azaz mederszûkítést nem hoz létre, hidraulikai számítást végezni nem kell. Tartalom. ogalom meghatározások. Hidak hidraulikai számítása.. A híd tervezésének áramlástani követelményei.. A sebességnövekedés ( v) számítása.. A hídduzzasztás ( h) számítása... A hídduzzasztás számítása az általános Rehbock-képlettel... A hídduzzasztás becslése az egyszerûsített Rehbock-képlettel... A hídduzzasztás számítása az általános Bradley-képlettel..4. A hídduzzasztás számítása az egyszerûsített Bradley-képlettel.4. Egyszerûsített módszer hídnyílások meghatározására. Meglevõ hidak hidraulikai ellenõrzése.. A vízszintkülönbség legnagyobb értékének számítása.. A hídduzzasztás számítása.. A vízhozam számítása 4. Átereszek hidraulikai számítása. üggelék. Számpéldák folyók feletti egyenes hídnyílások számítására. üggelék. Átereszek vízszállításának meghatározása. üggelék. Tapasztalati képletek néhány fontosabb négyszögszelvényû áteresz hidraulikai számításra A szövegben említett magyar állami szabvány A tárggyal kapcsolatos szakirodalom * Az állami szabványok hatályára vonatkozó szabályokat a szabványosításról szóló 9/976. (VI..) MT számú rendelet 5-. -a tartalmazza. (A rendelet közzétéve a Szabványügyi özlöny 976. évi. számában is.) A GST-szabványoknak és a magyar állami szabványoknak a külkereskedelemben való alkalmazását a külkereskedelmi miniszter és a Magyar Szabványügyi Hivatal elnöke együttesen szabályozza. Az erre vonatkozó /978. (k. É. 4.) km számú utasítás a Szabványügyi özlöny 978. évi. számában is megjelent. A jóváhagyás idõpontja: 979. december 8. A hatálybalépés idõpontja: 980. október. Ára: 60, t (6 oldal)

2 MSZ OGALOM MEGHATÁROZÁSO Az MSZ 50 és a következõk szerint. Hídduzzasztás a híd elõtti duzzasztott vízszint és a mûtárgy nélkül azonos vízhozam mellett kialakuló vízszint közötti különbség (. ábra) Jele: h (m) A vízszintkülönbség legnagyobb értéke a híd elõtti duzzasztott vízszint és a hídnyílásban vagy közvetlenül alatta észlelt legkisebb vízszint közötti különbség (. ábra). Jele: h m (m). ábra A hídduzzasztás vázlata Híd áramlástani tervezése a híd tengelyének, a pillérek alakjának, számának és helyszínrajzi elrendezésnek, egyidejûen a fõági és hullámtéri nyílások szélességének, helyének meghatározása, továbbá a hídfõk partokhoz történõ csatlakozásának, valamint ezekhez igazodóan a híd környezetében levõ középvízi és nagyvízi medernek áramlástanilag kedvezõ megválasztása.. HIDA HIDRAULIAI SZÁMÍTÁSA.. A híd tervezésének áramlástani követelményei... 0 m /s-nál nagyobb mértékadó árvízhozamú* vízfolyáson, ha a mederben a vízmozgás áramló ( r <), a hidat úgy kell megtervezni, hogy a híd által a vízfolyásban okozott sebességnövekedés ( v) a.. szakasz szerint számítva és hídduzzasztás ( h) a.. szakasz szerint számítva, ne haladja meg a hatóságilag elõírt mértéket.*... 0 m /s-nél kisebb mértékadó árvízhozamú vízfolyáson, ha a mederben a mozgás áramló ( r < ), az áramvonalak párhuzamosak a hídfõk, illetve a pillérek tengelyével, a hullámtéren és a padkán számottevõ vízmozgás nincs, a vízfolyás szakaszt rézsûs oldalú prizmatikus mederként lehet figyelembe venni, a hídnyílást és a mértékadó árvíz vízhozamhoz tartozó vízmélységet a.4. szakasz szerint az egyszerûsített módszerrel is meg lehet határozni. Ha az elõzõ bekezdésben felsorolt tételek nem teljesülnek, a hidat a... szakaszban foglalt követelmény teljesítésével kell megtervezni úgy, hogy a sebességnövekedés és a hídduzzasztás ne haladja meg e hatóságilag elõírt értéket. * Jelenleg a PM-OVH rendelet (elõkészítés alatt)

3 MSZ A híd elhelyezésére közlekedési és vízügyi szempontból egyaránt megfelelõ szelvényt kell kiválasztani...4. A hidakat olyan helyre kell tervezni, ahol kisvízi, középvízi és a nagyvízi sodorvonal a tervezett hídszelvény közelében legfeljebb 0 -kal tér el egymástól...5. A pillérek, valamint a hídfõk tengelye legyen párhuzamos a vízfolyás természetes áramvonalaival, alakja kis áramlási ellenállást váltson ki, a jég és az uszadék akadálytalan levonulását tegye lehetõvé, vagy a középvízi, valamint a nagyvízi medernek a híd környezetében levõ szakaszát kell mesterségesen úgy kialakítani, hogy mind a középvízi, mind a kisvízi, de fõképpen a nagyvízi áramvonalak a pillérek és a hídfõk tengelyével párhuzamosak legyenek, és áramlási holtterek, valamint örvények a híd környezetében ne keletkezzenek...6. Ha a folyó viziút, a mederpillérek helyét és a hídszerkezet alsó élének magasságát a viziút elõírt kategóriájának megfelelõen kell meghatározni...7. A hullámtéri nyílások helyének megválasztásánál különös gonddal kell eljárni, ha a hullámtér jelentõs részét a hídhoz vezetõ töltések elzárják és ezért a hullámtéri nyílásokat a hullámtér áramlási árnyékába helyezni nem szabad. A hullámtér vízvezetõ képességét fenn kell tartani...8. A híd helyének kijelölésekor adott esetben figyelembe kell venni a magas és sûrû növényzet okozta áramlási árnyékot is. A folyó középvízi és árvízi áramvonalai szempontjából kedvezõtlen és kedvezõ hídelhelyezésre a. ábrán közölt helyszínrajzi vázlat példaként szolgál...9. A hídnak nemcsak a mértékadó árvízhozam levezetését kell a duzzasztás és vízsebességnövekedés megengedett határán belül lehetõvé tenni, hanem a hordalék, az uszadék és jég akadálytalan levezetését is. A hídnyílásokat ezért úgy kell megválasztani, hogy a vízfolyásra jellemzõ uszadékot és jégtáblákat a mértékadó vízhozam, illetve ennek megfelelõ vízszintek esetén át tudja ereszteni...0. Ha a...,...,..4.,..5.,..6.,..7.,..8., és..9. szakasz alatti elõírások a számítások szerint nem lennének teljesíthetõk, viszont egyéb körülmények (pl. gazdaságosság) a javasolt megoldást indokolnák, illetve, ha a számításokhoz a szükséges kísérleti tényezõk nem állnak rendelkezésre, a híd elhelyezése és kialakítása céljából hidraulikai kismintakísérletet kell végezni. A kismintakísérlet során vizsgálni kell az említett feltételek teljesülését.... Ha az elõbbi követelmények teljesen, vagy részben teljesülnek, a híd duzzasztásának számítására a.., vízhozamának számítására a.. szakaszban közölt módszerek alkalmazhatók és ezekhez az. függelékben közölt tényezõk használhatók.

4 MSZ ábra Helyszínrajzi vázlat a híd kedvezõ, illetve kedvezõtlen elhelyezésérõl.. A sebességnövekedés ( v) számítása... Alapadatok V a víz középsebessége a hídnyílást a folyóirány felõl határoló keresztszelvényben, m/s (. ábra -es szelvény) V 4 a víz középsebessége abban a szelvényben, ahol a vízszint a híd után eredeti állapotát eléri, m/s (. ábra, 4-es szelvény), illetve híd beépítése elõtt az -es szelvényben.. ábra

5 5 MSZ Számítás A sebességnövekedés ( V): V V V V A hídduzzasztás ( h) számítása... A hídduzzasztás számítása az általános Rehbock-képlettel... Alkalmazási terület Rehbock általános képlete akkor alkalmazható, ha a pillértengely és a hídfõtengely párhuzamos az áramlási vonalakkal, a mederpadkán és a hullámtéren számottevõ vízmozgás nincsen (a vízáramlás a középsebességgel jól jellemezhetõ), a szûkítési viszonyszám (α x,... szakasz) 4. ábra Hídduzzasztási vázlat

6 MSZ Jellegzetes hídfõ típus: 5. ábra Jellegzetes hídfõ típus vázlata az áramlási viszonyszám (ω,...) szakasz: ω <, 7 +. α x 0, 046

7 7 MSZ Alapadatok Q a mértékadó árvíz vízhozam (m /s), a hatósági elõírás* szerint, o a vízfolyás mértékadó árvíz vízhozamához tartozó keresztszelvényterület (m ) f o a vízfolyásból a hídpillérek, (hídfõk, a hídhoz tartozó töltések) által elfoglalt keresztszelvényterület (m ) y vízmélység a pillér helyén, a mértékadó vízhozamhoz tartozó keresztszelvényben (m)** g a nehézségi gyorsulás (m/s ) δ o a pillér alaktényezõje értéke a választott pilléralak (6. ábra) szerint változik. V r a ronde-szám r gh 6. ábra Rehbock-képlet: Pillérek δ o alaki tényezõi... Változók A szûkítési viszonyszám: α x f o o Az áramlási viszonyszám: Q V r ω g y gy o ä tényezõ: δ δ o α x ( δ o ) A δ o tényezõ a 6. ábrán látható. * A mértékadó vízhozamot jelenleg a 8/965. OV-PM együttes utasítás alapján kell meghatározni. ** Több pillér esetén a pilléreknél mért vízmélységek átlagát kell venni.

8 MSZ Számítás A duzzasztás ( h) : 4 Q h δ(0,4αx + αx + 9α x )( + ω) (m), g A Rehblock-képlet használatára a üggelék.. szakasza közöl számpéldát.... A hídduzzasztás becslése az egyszerûsített Rehbock-képlettel... Alkalmazási terület durva becsléshez... Változó Mint az általános Rehbock-képleté, a következõ eltérésekkel: a szûkítési viszonyszám (α x ): az áramlási viszonyszám (ω): δ' tényezõ, a következõ táblázat szerint: 0,06 < α x < 0,6 0,0 < ω < 0,0 0 Pilléralak csúcsívben végzõdõ körívben végzõdõ élalakban végzõdõ derékszögû síklappal lezárt δ',0,,7,... Számítás A duzzasztás ( h): h δα x Q g o... A hídduzzasztás számítása az általános Bradley-képlettel... Alkalmazási terület Bradley-képlete akkor is alkalmazható, ha a Rehbock-képlet alkalmazási feltételei teljesen nem testesülnek. A pillértengely és a hídfõtengely az áramlási vonalakra ferde is lehet, de a hídnyílás nem lehet áramlási árnyékban.... Alapadatok Q Q b Q a, Q c J a mértékadó vízhozam (m /s) a hídszelvény-mederrész vízhozama (7. ábra) (m /s) a hídszelvény mederrészen kívül esõ vízhozama (m /s) a mértékadó vízhozamhoz tartozó vízszintesés, o a vízfolyásnak a mértékadó vízhozamához tartozó nedvesített keresztszelvény-területe (m ), az -es szelvény területe, figyelembevéve a hídduzzasztás következtében elõálló szelvénynövekedést (m ), (. ábra)

9 9 MSZ a hídszelvény nedvesített területe eredeti vízszintre vonatkozóan (m ), (. ábra) a 4-es szelvényhez tartozó eredeti szelvényterület (m ), (. ábra), prizmatikus mederben 4 o ' ' n az... n rész-szelvényekhez tartozó szelvényterület, V a mértékadó vízhozamhoz tartozó középsebesség (m/s) V a -es jelû szelvényben az területhez tartozó középsebesség (m/s) R A mértékadó vízhozamhoz tartozó keresztszelvény hidraulikai sugara (m), g a nehézségi gyorsulás (m/s ) y vízmélység a pillérnél, illetve hídfõnél (m) 7. ábra Bradley-képlet: Hídduzzasztási képlet Az -es és -es keresztszelvény hossz-szelvénye helye a. ábrán látható.

10 MSZ Változók...Manning-féle érdességi tényezõ: n k s m n (táblázatok alapján)*...ajlagos vízszállítási tényezõ vagy fajlagos vízszállító képesség: Q (Chézy képlete) J vagy / R (Strickler-Manning képlete) n a, b, c, a Q a, Q b, Q c rész-vízhozamokhoz tartozó fajlagos vízszállítási tényezõk... n - az... n rész-szelvényekhez tartozó fajlagos vízszállító képesség /...Vízhozam-szûkítési viszonyszám: Qb M Q + Q + Q a b c özelítõ meghatározása, ha a sebességeloszlás nem ismeretes: b M + + a b c...4.a kinetikai engergia diszperziós tényezõje (Coriolis-tényezõ): Elméleti meghatározása:. Vi α V dq, ahol Q V i a vízsebesség a keresztszelvény egyes pontjaiban Gyakorlati meghatározása: α, , α és α a kinetikai energia diszperziós tényezõje az. és. szelvényben. ( α a 8. ábra segítségével M és α ismeretében grafikusan is meghatározható.) n, n * Starosolszky Ödön: Vízépítési hidraulika. III-5. táblázat: Nyílt medrek érdességi tényezõje.

11 MSZ ábra Bradley-képlet: Grafikon az á számításához...5.a híd duzzasztási tényezõjét a hídfõ alakja, a közbensõ pillérek alakja, a hídnyílás excentricitása és ferdesége függvényében lehet felvenni a következõ négy tényezõ összegeként. A hídfõ alaki tényezõje (k b) Az M (...) ismeretében a 9. ábra szerint határozzuk meg. A közbensõ pillérek alaki tényezõje (k p) Az M és y ismeretében a 0. ábra szerint határozzuk meg. Az extrentikus elhelyezés tényezõje (k e) ahol 90 -os szárnyfal rézsüs szárnyfal, vagy 45 -os, 60 -os szárnyfal, vagy 60 m hídnyílás felett 45 -os szárnyfal 4 0 -os szárnyfal

12 MSZ Az M és e (excentricitás) ismeretében a. ábra szerint határozzuk meg. A ferde keresztezõdés tényezõje (k s) Az M és a Ö szög ismeretében a. és 0. ábrák szerint határozzuk meg. Merõleges keresztezõdés päk 0. ábra a) özbensõ pillérek ellenállás tényezõje a névleges keresztezõdésnél b) Javító tényezõ a ferde keresztezõdéshez

13 MSZ ábra Bradley-képlet: Az excentrikus elhelyezés ellenállás tényezõje

14 MSZ ábra Bradley-képlet: A ferde hídnyílás ellenállás tényezõje

15 5 MSZ Hídduzzasztási tényezõ (*): * k + k + k + k b p e s...4. A duzzasztás nagysága ( h): V V h * α + α g 4 g A Bradley-képlet használatára a üggelék.. szakasza közöl két számpéldát...4. A hídduzzasztás számítása az egyszerûsített Bradley-képlettel. A Bradley-képlet második tagját nem kell figyelembe venni, ha M>0,7, V < m/s és V h * α > 0,5 m g.4. EGYSZERÛSÍTETT MÓDSZER HÍDNYÍLÁSO MEGHATÁROZÁSÁRA.4.. Alkalmazási terület A... szakasz szerint, fõleg kisebb jelentõségû egy nyílású hidaknál, közelítõ számítással a hídduzzasztás elhanyagolásával..4.. Alapadatok Q J s a mértékadó vízhozam (m /s) a mértékadó vízhozamhoz tartozó vízszint a trapéz szelvényû meder fenékszélessége.4.. Meghatározás Q és J ismeretében a... szakasz szerint számítjuk a fajlagos vízszállítási tényezõt. A híd B nyílásszélességét a és a ismeretében a -6. ábrákon közölt grafikonok segítségével határozzuk meg. Q és B ismeretében számítjuk a mértékadó vízhozamhoz tartozó vízoszlopmagasságot. Az egyszerûsített módszer alkalmazására a üggelék.. szakasza közöl számpéldát.. MEGLEVÕ HIDA HIDRAULIAI ELLENÕRZÉSE.. A vízszintkülönbség legnagyobb értékének számítása... Alkalmazási terület A vízszintkülönbség legnagyobb értéke közelítõen számítható Bernoulli egyenletével abban az esetben, ha a pillértengely és a hídfõtengely párhuzamos az áramlási vonalakkal, továbbá a mederpadkán és a hullámtéren számottevõ vízmozgás nincs, tehát a vízáramlás jól jellemezhetõ egyetlen középsebességgel. Az egyenlet a belépési és a kilépési veszteségeket nem veszi figyelembe, ezért csak durva közelítésként használható.... Alapadatok Q a mértékadó vízhozam (m /s), o a duzzasztás nélküli vízfolyás mértékadó vízhozamához tartozó keresztszelvényterület (m ), f o a vízfolyásból a hídpillérek, hídfõk, a hozzátartozó töltések által elfoglalt keresztszelvényterület (m ), g a nehézségi gyorsulás (m/s ).

16 MSZ ábra Egyszerûsített módszer: Híd nyílásszélességének meghatározása ρ :,5 4. ábra Egyszerûsített módszer: Híd nyílásszélességének meghatározása ρ :

17 7 MSZ ábra Egyszerûsített módszer: Híd nyílásszélességének meghatározása ρ : 6. ábra Egyszerûsített módszer: Híd nyílásszélességének meghatározása ρ :,5

18 MSZ Számítás (Bernoulli egyenlete): Q h m g ( o fo ) o A legnagyobb vízszintkülönbség számítására a üggelék.4. szakasza közöl számpéldát... A hídduzzasztás számítása m /s-nál nagyobb árvízhozamú vízfolyáson a hídduzzasztást a.. szakasz szerint számítjuk m /s-nél kisebb árvízhozamú vízfolyáson a hídduzzasztást az α x szûkítési viszonyszám (... szakasz) és a mértékadó vízhozamhoz tartozó középsebesség (V) ismeretében a 7a) és 7b) ábrán közölt grafikonnal határozhatjuk meg, ha a prizmatikus mederben egyetlen hídnyílás létesült és az áramlás párhuzamos a hídfõkkel. Ez a módszer a hazai csatorna és hídnyílás méretviszonyok esetében általában elfogadható közelítést ad. A hídduzzasztás számítására a üggelék.5. szakasza közöl számpéldát... A vízhozam számítása... A híd nyílásán átfolyó vízhozam (pl. árvízhozam) helyszíni vízszínészlelések alapján indsvater képletével számítható abban az esetben, ha a híd nincs áramlási árnyékban. A hídnyílás vízhozam tényezõje a szûkítési viszonyszámtól, a méret és alakviszonyoktól függ, amelyekre nézve kísérleti adatok állnak rendelkezésre.... Alapadatok a hídszelvény nedvesített területe a hidat vízfolyás szerint alulról határoló -as szelvényben észlelt vízszintre vonatkozóan (m ), p a pillérek által elfoglalt nedvesített szelvényterület (m ), h x a vízszintkülönbség, a 7. ábrán látható két szelvényben észlelt vízszintek különbségébõl állapítható meg. Az -es szelvény a híd elõtt van, ahol a híd leszívó hatása még nem érvényesül. A -as szelvény a hídszürkület alvízi szelvényében van. A két szelvény között észlelt vízszintkülönbség a vízszintkülönbségnek a legnagyobb értékéhez áll közel (m). V az. szelvény középsebessége (m/s), α a kinetikai energia diszperziós tényezõje, L w az -es szelvény távolsága a hídfõtöl (m), L a hídfõ vízfolyás menti hossza, meghatározása egy jellegzetes hídfõtípusnak a 8. ábra szerint (m), Q az iterációs számítás céljából felvett megközelítõ vízhozam és a fajlagos vízszállító képesség az -es, illetve a -as szelvényben (m /s). Φ a hídtengelynek a merõlegessel bezárt szöge g a nehézségi gyorsulás (m/s ) M a vízhozam-szûkítési viszonyszám h x, y, t meghatározásuk a 9. ábra szerint.... Változók... A hídfõ-típus vízhozamtényezõje (C') Az L/B arány és M ismeretében a 8. ábrán közölt grafikonnal határozzuk meg.... A hídtengely ferdéségének tényezõje ( φ ) és M ismeretében a 8. ábrán közölt grafikonnal határozzuk meg.... A rááramlási tényezõ ( x ) x L és arányok ismeretében a 8. ábrán közölt grafikonnal határozzuk meg. B b

19 9 MSZ a) ábra Egyszerûsített módszer: meglevõ hidak hídduzzasztásának számítása Merõleges hídfõk

20 MSZ b) ábra Egyszerûsített módszer: Meglevõ hidak hídduzzasztásának számítása 45 -os hídfõk

21 MSZ ábra indsvater-képlet: Az alapvízhozam tényezõ, φ és x tényezõk

22 MSZ ábra indsvater-képlet: Grafikon a e, t és j tényezõk számításához.

23 MSZ Az áramlás excentricitásának tényezõje ( e ) a hídnyílástól jobbra és balra elhelyezkedõ mederrész fajlagos a és b vízszállítóképességének viszonya A nyomás alatti átfolyás tényezõje ( t ) Meghatározása a 9. ábrán közölt grafikonnal A hídpillérek tényezõje ( j ) p, és M ismeretében a 9. ábrán közölt grafikonnal határozzuk meg A vízhozamtényezõ (C) A C legnagyobb értéke. C C φ x e t j...8. A két szelvény fajlagos vízszállítóképességnek a mértani középértéke. ( w ) w...9. A súrlódásból származó esésveszteség (h f ) h f L w Q w Q + L..4. Számítás (indsvater-képlet) A vízhozam (Q) fokozatos közelítéssel megoldható képlete: V Q C g h x h f (m g + α amelynek alkalmazásához egy kiindulási vízhozamot kell megbecsülni (C, V és h f számítása érdekében vagy a fokozatos közelítés helyett az árvízhozam a következõ képlettel is számítható, ha az M vízhozam szûkítési viszonyszámot elég pontosan vettük fel: Q C α C A két közölt képlet a használatban egyenértékû. g h + gc x A vízhozam számítására a üggelék.6. szakasza közöl számpéldát. / s), L + L w 4. ÁTERESZE HIDRAULIAI SZÁMÍTÁSA 4.. Átereszek számítása szabad áramlás esetében a... szakasz szerint. 4.. Áteresz számítása nyomás alatti átfolyás esetében. A teljesen zárt átereszt nyomás alatti átfolyásra úgy kell megtervezni, hogy az általa okozott duzzasztás ( h), a 4.. szakasz szerint számítva, a mértékadó vízhozam esetében ne haladja meg a hatóságilag elõírt mértéket.* * Jelenleg a PM-OVH rendelet elõkészítés alatt.

24 MSZ Az áteresz duzzasztásának számítása 4... Alapadatok Q a mértékadó vízhozam (m /s), az áteresz szelvényterülete(m ), g a nehézségi gyorsulás (m/s ), λ az áteresz ellenállási tényezõje, értékére adatok a mellékelt táblázatokon találhatók. L az áteresz hossza (m), D a csõáteresz átmérõje (m), ξb + ξk a belépési és kilépési veszteségek összege, átlagos esetben,5. Átereszek ellenállási tényezõje különbözõ csõfajtákra acél szegecselt hegesztett A csõ fajtája λ új 0,00-0,0 használt 0,05-0,00 új 0,07-0,08 használt 0,00-0,06 fa sima 0,05-0,06 beton sima új 0,0-0,05 használt 0,04-0, Változó C a vízhozamtényezõ C ξ b + ξ k + λ L D 4... Számítás h az alvíz és a felvíz szintjének különbsége (m), h g Q C Megjegyzés: a vízépítésben leggyakrabban használt átereszek hidraulikai számításához szükséges veszteségtényezõket az. függelék tartalmazza. Néhány négyszögszelvényû áteresz duzzasztását az. függelékben adott képletekkel lehet számítani Az átereszek vízszállítóképességét, ha a nyomás alatti átfolyás feltételei nem teljesülnek, kismintakísérlettel lehet meghatározni. Ugyancsak kismintakísérlettel lehet megállapítani az áteresz vízhozamtényezõjét és veszteségtényezõit. VÉGE

25 5 MSZ * Jelenleg a PM-OVH rendelet (elõkészítés alatt) ÜGGELÉ. Számpéldák folyók feletti egyes hídnyílások számítására.. Számpélda a Rehbock-képlet használatára (...) A hídduzzasztás számítása Alapadatok: Q 00 m /s o 80 m f o 6 m y 4 m A pillér henger alakú végzõdésû. A feladat az alkalmazási feltételeket kielégíti. 6 α x 0, 0, 06 x 0, 6 80 α 00 ω g 80 0,00 4 α x > 0,6 és ω < 0,0 így itt az egyszerûsített Rehbock-képlet (...) nem alkalmazható, és azaz 0,00 < 0,099, tehát az általános Rehbock-képlet alkalmazható. 6. ábráról: δ o, α x < 0,6 ω 0,046 0,099,,7 + 0,0 δ, - 0,0 (,-), ,88(0,4 0,0 + 0, ,0 )( + 0,0) g 80 h cm h.. Számpéldák a Bradley-képlet használatára (...) 0,0096m... Hídduzzasztás számítása Alapadatok: Rézsûs hídfõ, merõleges keresztezés, kétszeres négyzetes pillérsor b 0,4 m (0. ábra) y,8 m y,8 m y } vízmélység a pilléreknél,9 m B 44 m (7. ábra) y m J 0,0004

26 MSZ ás, illetve 4-es szelvény alapadatai (7. ábrán -es szelvény) Számítás Távolság m m s/m / ' m p' m R p m ' m /s Q m /s v m/s Qv m 5 /s 0-00 szántó* 0, ,0 0,98 594,9 0,98 0,467 Q a erdõ* 0, , 0,99 55, 0,55 0, legelõ* 0, ,0 0, ,9 0,0 0,79 Q b fõmeder 0, ,0, ,8,85 50,0 Q c legelõ 0, ,0 0, ,4 0,70 0,94 * A szántó és erdõ érdességét becsülve. a 75 m o 004 m / s Qv 5, 75 Q 06,m V α 4 4 Q 4 M Q v a Qv 06, 75 Q Q + Q b b / s 5,75,5 0,75 06, + Q c m 0,750 s 77,8 0,87 06, 8. ábráról á, By 44, m v Q 06,,58m / s 9. ábráról k b 0,0 0. ábra szerint 0. ábráról p b(y + y ) 0,4(,8 +,9),8 m j σ 0,98 k 0,07 k p σ k 0,98 0,07 0,0685 Q e Q a 5,4 8, p c,8 0,07 0,70

27 7 MSZ ábráról k e 0 x 0,685 mivel M > 0,7 és V < m / s ezért x k b + k p + k e 0,0 + 0, x h α V,58 0,685, g 9,8 h 4cm... Az alapadatok az... számpéldával egyezõek, a keresztezõdés azonban ferde. A keresztezõdés szöge 0. Meghatározandó a ferde keresztezõdés közelítõ hídszélessége, amelynél a hídduzzasztás megegyezik az... számpéldában közölt merõleges keresztezés esetével.... M 0,87 B 44 m 0. ábra Bradley-képlet: A ferde hídnyílás szélességének közelítõ meghatározása 0. ábráról Bs cosφ 0,984, B innen B 0, ,984 Bs o cosφ cos0 B 50m s

28 MSZ Számpélda a vízfolyások hídnyílásainak egyszerûsített számítására (.4.) Tervezett híd merõleges nyílásszélességének számítása. A számpélda az alkalmazási feltételeket kielégíti. Alapadatok' Q 0 m /s J 0,0009 ρ : a,0 m 4. ábrától B 9 m y,75 Q 000,így J.4. Számpélda a Bernoulli-képlet használatára (..) A vízszintkülönbség legnagyobb értékének számítása Alapadatok: Q 00 m /s o 80 m f o 6 m A feladat az alkalmazási feltételeket kielégíti. 00 h m g (80 6) 80 h m 4,4 cm.5. Számpélda. Meglevõ híd. Hídduzzasztás számítása (...) A számpélda az alkalmazási feltételeket kielégíti. Alapadatok: Q 0 m /s a m y,75 ρ : B 7 m Számítás: α V f o o x 0,65m Q 4,5m ;,7 + ω,7 + α a grafikon használható. A 7. ábráról h 5, cm x f o o 4,5 0,65 0 0,65 x 0,6, tehát V,45m / s; ω g y 0,046 és 0,7 x 0,046 0,09,45 0,0 9,6,75

29 9 MSZ Számpélda indsvater-képlet használatára (..) eladat: Árvízhozam számítása Alapadatok: (4. ábra) -es szelvény L w 0 m. Észlelt vízszint a partélnél jobb part 0, m Orsz. bal part 0, m Orsz. -as szelvény (4. ábra) Észlelt vízszint az alvízi hídfõnél jobb part 09,8 m Orsz. bal part 09,84 m Orsz. elõzõek átlaga, a középvízszint 0, m Orsz. h* 0, - 09,8 0,8 y a,60 y a / 0,80 hídnyílás B 0 m y b,00 y b /,00 Hídfõtípus III. (5. ábra) L 0 m 48 m p,8 m Φ 0 x,8 m t 0,0 m -es szelvény alapadatai Számítás eresztszelvény távolság m n s / m ' m p' m R' m ' m /s a, a 0-60 legelõ 0, ,44 6 b, b fõmeder 0,05 48,84 0 c, c legelõ 0, , m 670m M y B D B D L w a + M 0, tehát / s b b + 48,4m 0 az -es szelvény a leszívási sugáron kívül esik. c 0 0, ,865 9,06 0

30 MSZ α L B 0 0 a a b + b 8. ábra alapján, ha 0, 5 így 6' 0,77 így x,04 9. alapján φ L és B + c c α e a x B 6 4, ,8 0,4, c 0,8, így, e így, t így, j0,995 y t + h x p j t 0,0 0,0 < 0,08,4 + 0,8,8 0,068, 48, C C φ x e t C 0,798 j 0,77,04 0,995 Iteráció helyett az árvízhozam-számítás explicit képlettel is megoldható. Q 0, Q C á C 48,64 0, g Äh Q,5 m + gc 9,8 0,8 + 9,6 0,798 /s x L + L 48 0 w

31 MSZ ÁTERESZE VÍZSZÁLLÍTÁSÁNA MEGHATÁROZÁSA.. Mûtárgy típusa: A, B Mûtárgy típusa A, B eresztmetszet Csõátmérõ Alvíz mélysége Helyi ellenállási tényezõ Csatorna fenékszélessége d [cm] A Φ h a ξ ö h a, d,0 h a,8 d,0 h a,5 d,0 h a d,40 a d a, d B Φ h a, d,70 h a d,80 h a,8 d,0 h a, d 0,9 h a d,0 h a,5 d,0 a d a d a, d h a d,60 h a, d,50 a d ξ ö ξ b + ξ k. ábra

32 MSZ Mûtárgy típusa: C, D ξ ö ξ b + ξ k. ábra Átereszek vízszállításának meghatározása

33 MSZ Mûtárgy típusa: E, R - hidraulikai sugár C ξ ö ξ b + ξ k î ö + ë L 4R Átereszek vízszállításának meghatározása. ábra

34 MSZ Mûtárgy típusa: G 4. ábra Átereszek vízszállításának meghatározása

35 5 MSZ Tapasztalati képletek néhány fontosabb négyszögszelvényû áteresz hidraulikai számítása Az ábra jelöléseivel a vízszintkülönbség: 80 x 0 cm-es áteresz esetében: h (6,96 + 0,4 m + 4,05 n + 0,78 L/Q 5. ábra Áteresz hosszmetszete Érvényességi tartomány: m 0,5, n 0,5, L 0,9, Q,4, 00 x 0 cm-es átereszek esetében: h (,76 + 0,66 m +,00 n + 0,079 L/Q Érvényességi tartomány: m 0,5, n 0,5, L 9,0, Q,00, 0 x 40 cm-es átereszek esetében: h (,86+ 0,079 m + 0,85 n + 0,5 L/Q Érvényességi tartomány: m 0,65, n 0,65, L 0,0,,80, ahol: m n L Q h a felsõ fenéklépcsõ magassága (m), az alsó fenéklépcsõ magassága (m), a két csõfék közé beiktatott csõhossz (m), a vízhozam (m /s), az alvíz és a felvíz szintjének különbsége (cm) A szövegben említett magyar állami szabvány Vízépítési fogalmak elnevezése, jele és mértékegysége...msz 505

36 MSZ A tárggyal kapcsolatos szakirodalom Bokor Mihály és Ivicsics Lajos: Az áramlástan szerepe a méretezésben (Vízügyi özlemények füzet) Böröcz Imre: Hídpillérek duzzasztását számító képletek összehasonlítása (Hidrológiai özlöny ) J.N. Bradley: Hydraulica of Bridge Waterways Division of Hydraulic Research (Bureau of Public Roads 960) J.N. Bradley: Hydraulics of Bridge Waterways Hydraulics Branch, Bridge Division Office of Engineering and Operations (Bureau of Public Roads 970) J.N. Bradley: Hydraulics of Bridge Waterways (Hydraulics Design Series. sz. 97.) Haszpra Ottó: Típuscsõátereszek esésvesztesége (VITUI beszámoló 960. C.E. indsvater, R. W. Carter, H. S. Tracy: Computation of Peak Discharge at Contractions (US. Geolog. Survey Cir. 84. Washington 95.) Dr. ozák Miklós: Vízépítési mûtárgyak hidraulikája (Tankönyvkiadó 969,) Dr. Lászlóffy (Bõhm) Woldemár: A hídépítési hidraulika kérdései (Vízügyi özlemények 99. I.) Papp Gábor: özbensõ alátámasztás nélküli hidak duzzasztása (BME. Jelentés a modellkísérletrõl, 974.) Dr. Starosolszky Ödön: Vízépítési hidraulika (Mûszaki könyvkiadó 970.) A szabvány alkalmazása elõtt gyõzõdjön meg arról, hogy nem jelent-e meg módosítása, kiegészítése, helyesbítése, illetve hatálytalanítása, mert a szabványt kibocsátója a mûszaki haladásnak megfelelõen idõnként átdolgozza. A szabvány érvényességében beálló minden változást a Magyar Szabványügyi Hivatal a Szabványügyi özlönyben hirdet meg; beszerezhetõ a Posta özponti Hírlapirodánál. A gyakorlati tapasztalatok alapján ajánlatosnak látszó helyesbítõ, módosító indítványokat, észrevételeket megfelelõ indokolással a Magyar Szabványügyi Hivatalhoz, Budapest IX., Üllõi út 5. (levélcím: Budapest, Pf ) lehet benyújtani. A szabvány beszerezhetõ a Szabványboltban Budapest IX., Üllõi út 4 (levélcím: Budapest, Pf. 6. 4)..k.: az MSZH iadói és Tájékoztatási Igazgatóság vezetõje /, 600 pld. MSZH Nyomda, Budapest.v.: Nagy László