Размеры канав полотна трамвайных линий определяются с учетом необходимости пропускания наибольшего расчетного количества воды при заданной скорости и при условии, чтобы грунт или материал укрепления канав не размывался, а канавы не засорялись осаждающимися, взвешенными в воде частицами. Площадь живого сечения воды в канаве полотна трамвайных путей исчисляется по формуле:
где: Q – расход воды в канаве в м3/сек, определяемый в зависимости от площади и характеристики бассейна;
v – средняя скорость течения воды в м/сек, определяемая по формуле Шези:
где: c – эмпирический коэффициент, зависящий от грунта и подводного (гидравлического) радиуса потока;
R = ω/p – гидравлический радиус, прямо пропорциональный площади живого сечения и обратно пропорциональный смоченному периметру потока;
i – продольный уклон дна канавы;
p – смоченный периметр – длина смоченной поверхности по данному живому сечению.
Коэффициент c в формуле Шези определяется в зависимости от коэффициента шероховатости γ, принимаемого:
Для очень гладких стенок канав полотна трамвайных линий (гладкая цементная штукатурка, строганые доски): 0,06;
Для гладких стенок (бетонные и чугунные трубы, хорошая бетонировка, кирпичная кладка, нестроганые доски): 0,16;
Для шероховатых неотделанных стенок (посредственная бетонировка, бутовая кладка): 0,46;
Для грубо обделанных стенок канав полотна трамвайных линий (грубая бутовая кладка, грубая бетонировка, замощение булыжником, плотные незаросшие землистые грунты): 0,85;
Для земляных стенок в обычном состоянии (сюда относятся мощеные, но слегка заросшие русла): 1,30;
Для земляных стенок канав полотна трамвайных линий, оказывающих особо сильное сопротивление при плохом их состоянии, значительном количестве водорослей, скалистом с валунами или крупногалечном дне: 1,75.
Значение коэффициента с, подсчитанного по формуле:
принимается по табл. 1.
| Гидравлический радиус | Коэффициент шероховатости γ | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,06 | 0,16 | 0,46 | 0,85 | 1,30 | 1,75 | |
| 0,05 | 68,5 | 50,7 | 28,4 | 18,1 | 12,8 | 9,9 |
| 0,10 | 73,1 | 57,7 | 35,5 | 23,6 | 17,0 | 13,3 |
| 0,15 | 75,3 | 61,5 | 39,7 | 27,2 | 19,9 | 15,8 |
| 0,20 | 76,7 | 64,1 | 42,9 | 30,0 | 22,3 | 17,7 |
| 0,25 | 77,6 | 65,9 | 45,3 | 32,2 | 24,2 | 19,3 |
| 0,30 | 78,4 | 67,3 | 47,3 | 34,1 | 25,8 | 20,7 |
| 0,35 | 79,0 | 68,4 | 48,8 | 35,7 | 27,2 | 22,0 |
| 0,40 | 79,4 | 69,4 | 50,4 | 37,1 | 28,5 | 23,1 |
| 0,45 | 79,8 | 70,2 | 51,6 | 38,4 | 29,6 | 24,1 |
| 0,50 | 80,2 | 70,9 | 52,7 | 39,5 | 30,6 | 25,0 |
| 0,60 | 80,7 | 72,1 | 54,6 | 41,4 | 32,5 | 26,7 |
| 0,70 | 81,1 | 73,0 | 56,1 | 43,1 | 34,1 | 28,1 |
| 0,80 | 81,5 | 73,8 | 57,4 | 44,6 | 35,5 | 29,4 |
| 0,90 | 81,8 | 74,4 | 58,6 | 45,9 | 36,7 | 30,6 |
| 1,00 | 82,0 | 75,0 | 59,6 | 47,0 | 37,8 | 31,6 |
| 1,50 | 82,9 | 76,9 | 63,2 | 51,3 | 42,2 | 35,8 |
| 2,00 | 83,4 | 78,1 | 65,6 | 54,3 | 45,3 | 38,9 |
| 3,00 | 84,0 | 79,6 | 68,7 | 58,3 | 49,7 | 43,3 |
| 4,00 | 84,4 | 80,5 | 70,7 | 61,0 | 52,7 | 46,4 |
| 5,00 | 84,7 | 81,2 | 72,1 | 63,0 | 55,0 | 48,3 |
| 10,00 | 85,3 | 82,8 | 75,9 | 68,5 | 61,6 | 56,0 |
| 20,00 | 85,8 | 84,0 | 78,8 | 73,0 | .67,3 | 62,5 |
Для расчета канав полотна трамвайных линий определяют:
1. Поперечное сечение канавы, для которой вычисляют величину площади живого сечения воды ω с учетом необходимого запаса от уровня воды в канаве до верхнего края и равного обычно 0,1 м;
2. Длину смоченного периметра p;
3. Подводный гидравлический радиус R;
4. Продольный уклон канавы i;
5. Эмпирический коэффициент c;
6. Среднюю скорость течения воды v.
После этого находят расход воды в канаве полотна трамвайных линий Q = vω, который сравнивают с расчетным расходом, т. е. с таким, который канава должна пропустить. Он зависит от площади и бассейна стока. Уточненный расход не должен отличаться больше, чем на 5% от расчетного.
Кроме того, необходимо проверить устойчивость русла канавы полотна трамвайных линий на размыв.
Средняя скорость течения воды в канаве полотна трамвайных линий v близка к максимальной скорости течения воды по дну ее. Поэтому для того чтобы грунт или материал укрепления канавы не размывался, необходимо, чтобы расчетная скорость v не превышала максимально допустимой скорости течения v0, значения которой даны в табл. 2.
| Грунт или род укрепления канавы | Скорость в м/сек | |
|---|---|---|
| допускаемая по дну | средняя расчетная | |
| Илистый грунт | 0,10 | 0,15 |
| Мелкий песок, мягкая глина | 0,25 | 0,35 |
| Песок средний и крупный, мелкий гравий, хрящ, лёсс, одиночная дерновка плашмя | 0,60 | 0,80 |
| Супески, суглинки | 0,40–0,75 | 0,55–0,95 |
| Глина средней плотности | 0,90 | 1,10 |
| Крупный гравий, плотный песок с гравием, мелкая галька (до 2,5 см) | 1,0 | 1,25 |
| Хрящеватый грунт крупная галька | 1,20 | 1,50 |
| Плотная твердая глина, галька с камнем, мелкий камень, мягкие скальные породы, дерновка внахлестку | 1,50 | 1,80 |
| Крупный камень, средние скальные породы, дерновка в стенку | 1,80 | 2,15 |
| Слоистый горные породы разрушенные, одиночная ростовая | 2,15 | 2,50 |
| Слоистые горные породы неразрушенные, двойная мостовая | 3,10 | 3,50 |
| Твердые скальный породы (неслоистого сложения), кирпичная кладка из железняка на цементном растворе | 4,00 | 4,50 |
| Лоток из бутовой и бетонной кладок, каменная наброска в плетневых клетках | 4,50 | 5,00 |
| Деревянный лоток | 6,00 | 6,60 |
Для предохранения канавы полотна трамвайных линий от осаждения взвешенных в воде частиц и засорения ими средняя скорость движения воды в канаве не должна быть меньше 0,10 м/сек.
Кюветам придается тот же уклон, что и полотну выемки трамвайных линий: при крутых уклонах – с соответствующим укреплением дна и откосов или с применением сооружений, понижающих скорость воды. Однако на горизонтальных площадках дну кювета придается уклон не менее 0,002.
Необходимость и характер укрепления дна и откосов кюветов и канав полотна трамвайных линий решаются исходя из следующих положений:
а) при малых расходах, трудноразмываемых грунтах и малых уклонах кюветы оставляются без укреплений;
б) в слабых легкоразмываемых грунтах;
в) при уклонах от 0,03 до 0,05, значительных расходах и разрываемых грунтах дно и откосы кюветов на высоту заполнения водой +0,1 м укрепляются мощением (на мху, навозе или соломе) или устанавливаются перепады;
г) при уклонах более 0,05 устраиваются перепады-кюветы. В трудноразмываемых грунтах (глинистые, щебеневатые), укрепляются кюветы лишь при значительных уклонах и расходах, при которых возникают скорости, опасные в отношении размыва. Необходимость и способ укрепления в этих случаях определяются на основе данных гидравлических расчетов.
Применяемая для полотна трамвайных линий наименьшая ширина дна и глубина кювета должны быть 0,4 м. Крутизна откосов принимается для кюветов:
а) полевых – 1:1,5;
б) внутренних при песчаных грунтах – 1:1,5; при прочих грунтах – 1:1,25;
в) нагорных канав – 1:1,5.