شاخص 821.1 – مقدمه :
تخلیه عرضی شامل انتقال جریان آب سطحی و نهر در عرض یک بزرگراه می باشد . این امر توسط فراهم کردن یک نهر سرپوشیده بایک پل برای انتقال جریان از یک طرف جاده به طرف دیگر یا عبور از نوع دیگری از مانع جریان انجام می شود . علاوه بر عمل هیدرولیک یک نهر سرپوشیده باید بار های سازه و ترافیک بزرگراه و زمینی را منتقل نماید . طراحی نهر سرپوشیده ، شامل طراحی هیدرولیک و سازه هر دو می باشد . این بخش از راهنما به بررسی طرح هیدرولیک نهرهای سرپوشیده می پردازد . طدح های هیدرولیک و سازه هر دو باید با مهندسی خوب و اقتصاد سازگار باشد . یک فهرست اقلام موارد طراحی تخلیه خوب و عوامل اقتصادی مورد نظر در شاخص 801.4 در نظر گرفته می شوند . اطلاعات درباره مقررات نیازمندیهای استحکام ، ارتقاع سفره های سیری Fill Table رو سایر خصوصیات فیزیکی شکلهای نهر سرپوشیده دیگر و موارد ممکن است در فصل 850، استانداردهای فیزیکی یافت شود .
اطلاعات کامل تر در خصوص قوانین هیدرولیک و روش های مهندسی طراحی نهر سر پوشیده ممکن است در سری طراحی هیدرولیک شماره 5 ، ” طراحی هیدرولیک نهرهای سرپوشیده بزرگراه ” یافت شود . ویژگیهای اصلی طرح نهر سرپوشیده و یک بازنگری خوب از موضوع در خطوط راهنمایی زهکشی بزرگراه AASIITO بحث شوند . سازه های با اندازه 6.1 متر در امتداد خط مرکزی جاده بصورت پل ها طبقه بندی می شوند و یک شماره پل تخصیص داده شده و توسط بخش سازه ها نگهداری و بازرسی می گردد . با این حال بعضی سازه های طبقه بندی شده به صورت پل ها به صورت هیدرولیک طراحی می گردند و از لحاظ سازه بصورت نهرهای سرپوشیده می باشند .
بعضی مثالها عبارت اند از نهرهای سرپوشیده جعبه چند مانعی و نهرهای سرپوشیده قوس مانند می باشد . نهرهای سرپوشیده ، همانطور که از پل ها متمایز میشوند ، معمولاً با خاکریزی پوشیده می شوند و دارای ماده ساختمانی در اطراف کل محیط مرئی هستند ، اگر چه بعضی ها بر روی جا پاهای Footingsپهن با بستر نهر پشتیبانی میشوند که به صورت کف نهر سرپوشیده عمل می نماید . پل ها برای بهره گیری از مزیت غرقه شدن تحت جریانهای سیلاب طراحی می گردند . در بسیاری از محلها ، یک پل یا یک نهرسرپوشیده هر دو نیازهای ساختمانی و هیدرولیکی عبور از نهر را ارضاء خواهند کرد . انتخاب سازه در این محلها باید بر پایه هزینه های ساخت و نگهداری ، احتمال خطر فروریزش failare ، احتمال خطر آسیب به اموال ، ایمنی ترافیک و ملاحظات محیط زیست و زیبایی شناسی باشد . نهر های سرپوشیده معمولاً سازه هایی کوچک هستند اما برای زهکشی کافی و یکپارچگی تأسیسات بزرگراه دارای اهمیت زیادی می باشند . اگر چه هزینه نهرهای سرپوشیده مجزا نسبتاً کم است، هزینه انباشته ساختمان نهر سرپوشیده یک بخش ضروری از هزینه کل ساختمان بزرگراه را ایجاد می نماید . بطور مشابه هزینه فقط مشابه ویژگیهای زهکشی بزرگراه ضروری است و نگهداری نهر سرپوشیده یک بخش بزرگی از این هزینه ها است . سرویس بهبود یافته برای مردم و یک کاهش در هزینه کل ساخت بزرگراه و نگهداری میتواند توسط انتخاب درست معیارهای طراحی و توجه دقیق به طراحی هیدرولیک هر نهر سرپوشیده بدست می آید .
821.2 – ملاحظات طراحی : قبل از اینکه طراحی هیدرولیک یک نهر سرپوشیده یا پل بتواند آغاز شود ، تخلیه طراحی ، مقدار (Q ) آب بر حسب مترمکعب در ثانیه ، که در تاسیسات ممکن است برای انتقال پیش بینی شود باید برآورد گردد . مهمترین مرحله عبارت اند از ایجاد طغیان و یا تعداد دفعات سیلاب برای محل خاص و شرایط رایج می باشد ، به فصل 810 آب شناسی ( هیدرولوژی ) و به ویژه موضوعات 818 و 819 برای اطلاعات مفید درباره روش های تحلیل هیدرولیک و ملاحظات مراجعه فرمایید . هنگامی که روش های تجربی برای بر آورد کردن نرخ اوج تخلیه ، Q طراحی ، برای نهرهای سرپوشیده مهم استفاده می شوند ، توصیه می شود که حداقل دو روش امتحان گردد . با مقایسه نتایج برآورد تخلیه قابل اطمینان تر برای حوزه تخلیه ممکن است بدست آید . این امر برای حوزهای رود بزرگتر ، مهمتر می باشد .
821.3 – انتخاب طغیان طراحی : همانگونه که در شاخص 818.2 بحث گردید، دو روش برای انتخاب فرکانس سیلاب طراحی ، در طراحی پل ها و نهرهای سرپوشیده وجود دارند . آنها عبارتند از :
طبق خط مشی استفاده از یک فاصله وقوع مجدد از پیش تعیین شده .
طبق تحلیل استفاده از فاصله وقوع مجدد که مقرون به صرفه ترین برده و بهترین انطباق را با شرایط محل خاص و خطرات احتمالی مربوطه دارد . اگر چه هر کدام از این راهها ممکن است مستقل از دیگری بکار برده شود ، در عمل هر دو راه در نظر گرفته می شوند و بطور مرتبط برای انتخاب فرکانس سیلاب برای طراحی هیدرولیک بکار می روند . برای نهرهای سرپوشیده و پل های کوچک ، قوانین کلی زیر برای در نظر گرفتن در فرآیند برای انتخاب نهاییِ سیلابِ طراحی بکار ببرید .
1)پل ها قانون اصلی برای طراحی هیدرولیک پل ها آن است که آنها باید 2% از طغیان احتمالی را عبور دهند (سال 50) . فاصله درز عمودی بین پایین ترین عضو سازه و ارتفاع سطح آب از طغیان طراحی ، برای عبور 1% از طغیان احتمالی باید فراهم گردد . شش دهم متر از بورد آزاد Free board اغلب برای طراحی های پل مقدماتی فرض می شود . تاثیرات بار بستر Bed load و نخاله Debris باید در طراحی راه آب ( آبراه ) پل در نظر گرفته شود .
2) نهرهای سرپوشیده دو طرح مقدماتی وجود دارد که باید د رنظر گرفته شود : یک طغیان احتمالی 10% ( سال 10 ) بدون افزایش ارتفاع سرچشمه به بالاتر از بخش فوقانی ورودی نهر سرپوشیده و ، یک طغیان احتمالی 1% ( سال 100 ) بدون سرچشمه هایی که بالاتر از ارتفاعی می رسند که باعث عمق های مرداب قابل اعتراض یا سرعتهای خروجی می شود . طراح باید از آگاهی در بکارگیری معیارهای فوق استفاده نماید . طغیان های طراحی انتخاب شده بر این اساس ممکن است برای محل هایی شرایط پروژه خاص ، مناسبترین مورد نباشد . هزینه ایجاد تاسیسات برای عبور از تخلیه های اوج که توسط این معیارها پیشنهاد میشود لازم است در مقابل خسارت بالقوه به بزرگراه و اموال مجاور در جهت جریان و مخالف جریان نهر متعادل تراز شود . انتخاب یک طغیان طراحی با یک تخلیه بیشتر یا کمتر ممکن است توسط تحلیل اقتصادی توجیه شده و مجاز گردد . یک طغیان طرح بادهای بیشتر از یک احتمال 4% از تجاوز از مقدار مجاز (سال 25) نباید برای طرح هیدرولیک نهرهای سرپوشیده در زیر آزاد راه ها و سایر بزرگراههای با اهمیت استفاده گردد . از طرف دیگر ، در جایی که اطلاعات پیش بینی کننده محدود باشد ، یا در جایی که خطرات احتمالی همراه با خرابی تاسیسات زهکشی زیاد باشند ، بزرگترین طغیان یا حادثه بزرگ دیگر باید توسط طراح ارزیابی شود . هنگامی که مجراها یا تاسیسات زهکشی تحت قضاوت موسسات کنترل طغیان محلی یا هیئت های مهندسان د رنظر گرفته میشوند ، طغیان طرح باید از طریق مذاکراتِ با موسسات مربوطه تعیین شود .