В основу способа гидравлического расчета мостов положена классическая теория движения жидкости по водосливу с широким порогом (с широким порогом называют, водослив, с отношением длины порога к напору не более 2,5).

У водослива с широким порогом предполагается поверхность порога горизонтальной, сопротивление при входе на водослив и при протекании по нему незначительным и длина порога ограниченной.

Рис. 4.11. Схема свободного протекания воды под мостом

Рис. 4.12. Схема несвободного протекания воды под мостом

Протекание воды под малым мостом может происходить по схемам свободного (незатопленный водослив, рис. 4.11) и несвободного (затопленный водослив, рис. 4.12) истечения.

При бытовой (естественной) глубине h < h_к установится свободное истечение; при h > h_к истечение будет несвободным (h_к - критическая глубина в подмостовом сечении).

Критической называется такая глубина, при которой удельная энергия движущегося по водосливу потока достигает минимума.

Стеснение водотока подходами к мосту допускается в том случае, если расчетная скорость потока под мостом больше скорости потока в бытовом состоянии при расчетном расходе.

Если русло укрепить нельзя и скорость течения повысить против бытовой также нельзя, то мостом следует перекрыть все зеркало потока при расчетном расходе; при этом отверстие не рассчитывают.

Отверстие рассчитываемое по схеме свободного истечения (незатопленный водослив) в следующем порядке. Назначается коэффициент сжатия ε (по табл. 4.1). Определяется допускаемая скорость V_A по таблицам.

Таблица 4.1. Значения коэффициента ε под мостами и φ для мостов

Форма устоев	Сжатие струй ε	Коэффициент скорости φ
Обсыпные с конусами	0,90	0,90
С откосными крыльями	0,85	0,90
Выступающие из конуса	080	0,85

Находится отвестие моста:

(4.1)

где b - принятое отверстие, м.

Определяется расход, приходящийся на 1 м ширины отверстия:

(4.2)

Находится критическая глубина:

(4.3)

и критическая скорость:

(4.4)

Определяется напор H = 1,5h_K (пренебрегая скоростным напором V₀/2g где V₀- скорость подхода). Скоростью подхода можно пренебречь, если ω >3bH, где ω - площадь живого сечения потока при подходе к мосту. Если ω≤ 3bH, то скоростной напор учитывается, и тогда:

(4.5)

Высота низа конструкции моста над дном водотока с верховой стороны должна быть более h_K + Δ (Δ - запас по ТУ).

Высота бровки полотна с верховой стороны должна быть более H₂₀₀ + Δ.

Можно также пользоваться следующими приближенными формулами:

критическая глубина:

(4.6)

напор:

(4.7)

отверстие:

(4.8)

погонный расход:

(4.9)

скорость:

(4.10)

При несвободном истечении (h > h_к )расчет ведется в следующей последовательности:

Назначаются коэффициенты ε и φ по таблице 2.1. Определяется h_к по формуле свободного истечения чтобы убедиться, что h > h_к , и если это подтверждается, то принимают h = h_к.

Назначается отверстие:

(4.11)

Определяется расход на 1 м ширины отверстия:

(4.12)

скорость:

(4.13)

и напор:

(4.14)

(пренебрегая скоростным напором V₀ /2g ). При учете скоростного напора возвышение низа конструкции ≥ n + Δ (Δ - запас по ТУ). Возвышение бровки полотна должно быть больше или равно H + Δ. Можно пользоваться и приближенными формулами:

критическая глубина:

(4.15)

напор:

(4.16)

отверстие:

(4.17)

погонный расход:

(4.18)

скорость:

(4.19)

Таким образом определяют отверстие малого мостового перехода.