大橋水文計(jì)算書

1、.主要設(shè)計(jì)成果匯總表項(xiàng) 目河 槽河 灘設(shè)計(jì)流量Q1%（m3/s）2902設(shè)計(jì)水位（m）175.25設(shè)計(jì)流速V（m/s）2.32平均流速V平（m/s）1.68橋孔長度（m）330橋前壅水（m）0.27一般沖刷深度（m）1.960.48局部沖刷深度（m）2.11梁底最低標(biāo)高（m）176.32一、流域概況呼瑪河發(fā)源于大興安嶺山脈南麓的，是黑龍江右岸一大支流，該河由西向東流經(jīng)沈家營子，于平安村、團(tuán)山子分別匯入溪浪河、牤牛河后折向北流入 松花江。河流長度265Km,流域面積12603 Km2，流域內(nèi)植被良好，中、上游山丘地帶生長茂密森林和次生林，平原區(qū)為耕地，流域內(nèi)支流毛溝縱橫，較大支流右岸有牤牛河，左

2、岸有溪浪河，向陽山以上為上游段，支流匯入較多，地處中山、低山、丘陵區(qū)棕山峻嶺，地勢較高，海拔400600m，地面比降1.55.0，谷窄流急，向陽山至牤牛河口為中游，屬丘陵及河谷平原區(qū)，高程在200400m，地面比降為0.151.0,河谷變寬，一般在2Km 以上，最寬達(dá)5Km ,水流變緩，河道彎曲，汛期洪水泛濫成災(zāi)。牤牛河口以下為下游段，屬平原區(qū)，地勢較低，高程150170m地表平坦開闊，地面比降0.20.5，河谷較寬，一般315Km,水流緩慢，河道蜿蜒曲折且多串溝，河水常出槽泛濫成災(zāi)，屬山前區(qū)寬灘性河段。本項(xiàng)目路線經(jīng)過之處位于河流中游，河道較順直穩(wěn)定，復(fù)式斷面，砂質(zhì)河床，兩岸平坦寬闊，河床比降

3、較小，流速較緩，汛期洪水泛濫寬度達(dá)25Km。橋位上游匯水面積F=5642Km2二、水文氣象流域內(nèi)徑流主要受降雨支配，夏季雨量充沛，年最大降水量為880mm，夏秋兩季降水量占全年降水的70%以上,洪汛多發(fā)生在7、8、9月份，冬季枯水多雪，春季降水較少，約占全年的15%，因此春汛較小，故洪水設(shè)計(jì)流量，采用暴雨洪水流量。洪水時(shí)河水出槽，沒溢兩岸，泛濫寬度達(dá)35Km。項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)處于大陸性寒溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，其特點(diǎn)春季干旱多風(fēng)，夏季溫?zé)岫嘤辏锛窘禍丶眲?，冬季?yán)寒，一年四季分明，而春秋兩季較短，寒冷期長，年平均氣溫240C，平均濕度5565%，年日照時(shí)數(shù)約2500小時(shí)。最高氣溫發(fā)生在7月份，為36.20C

4、, 最低氣溫發(fā)生在1月份，為-35.40C。最大凍深1.92m,最大冰厚1.13m,封凍日期11月中旬，封凍天數(shù)130150天，翌年4月開河年平均降雨量600800mm，全年分布不均，多集中在夏秋汛期，占全年的6570，24小時(shí)最大降雨量為125mm，3日最大降雨225mm，最大降雪厚度100cm。橋位處主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南，平均風(fēng)速34m/s,最大風(fēng)速25.8m/s,大風(fēng)日數(shù)1525天，多發(fā)生在春季。三、工程地質(zhì)和地震橋位附近地質(zhì)構(gòu)造為內(nèi)陸河流新生代第四紀(jì)沖、洪積層，根據(jù)橋址地質(zhì)鉆探資料及現(xiàn)場調(diào)查，河床表層為中粗砂，其下40m內(nèi)為中等密實(shí)的粗砂、礫砂及角礫層。本項(xiàng)目所在地區(qū)地震烈度，根據(jù)建設(shè)部建抗

5、字199313號文及中國地震烈度區(qū)劃圖（1990），地震基本烈度為度，依據(jù)交通部頒發(fā)的公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，橋梁結(jié)構(gòu)可以不考慮地震力的影響，只需要簡單設(shè)防。四、水文資料搜集和調(diào)查橋位上游岔林河流域內(nèi)水文站點(diǎn)有三個(gè)，干流上有沈家營子、五常水文觀測站，支流溪浪河上有舒蘭水文觀測站（吉林省）。資料多為五十年代初至近期4050年的實(shí)測水位、流量等資料。其中位于橋位附近的五常站和上游的沈家營子站為本橋渡設(shè)計(jì)提供了有利資料。五常站始建于1952年10月，位于五常鎮(zhèn)西南本橋位上游4.5Km處，地理位置為東經(jīng)127°0610，北緯44°5212，水文斷面上游積水面積F=5642Km2

6、,高程采用水文站假定高程系統(tǒng)。五常站有自1953年以來的50余年的連續(xù)水位及流量觀測資料，又有1932年、1951年的歷史特大洪水調(diào)查資料，該水文站資料，可以作為本橋流量分析的基本依據(jù)。沈家營子站始建于1955年9月，位于本橋位上游95Km處沈家營子屯西，地理位置為東經(jīng)127°4000，北緯44°2818，水文斷面上游積水面積F=1151Km2,高程采用水文站假定高程系統(tǒng)。該站有自1956年以來的近50年的連續(xù)水位及流量觀測資料。歷史主要洪水發(fā)生年份有1932年(Q32=2870m3/s)、1989年(Q32=2440m3/s)、1951年(Q51=2310m3/s)、19

7、60年 (Q32=2220m3/s)、1956年(Q32=2120m3/s)。五、橋位附近河段及原有構(gòu)造物情況1、橋位附近河段情況團(tuán)山子大橋位于拉林河中游，屬山前寬灘性河流。橋位上下游洪水濫泛寬度受東西岸防洪大堤控制，寬度在23Km不等，河道較彎曲，多岔河，為次穩(wěn)定性河段。主河槽寬150220m,岔河槽寬5070m,主、岔槽河床多為中粗砂或礫砂，灘地雜草叢生并有少量耕地，地勢平坦，河床比降為0.05%左右。2原有舊橋現(xiàn)有團(tuán)山子大橋位于五常鎮(zhèn)西鐵通公路389.615公里處，建于1936年日偽時(shí)期。該橋?yàn)橐缓觾蓸颍邩虻吐?，且兩橋之間有一段長100m的過水路面，主橋（主河道橋）上部結(jié)構(gòu)為15孔14

8、m鋼筋混凝土板與工字鋼梁組合的疊合梁，下部結(jié)構(gòu)為重力式混凝土實(shí)體墩，混凝土U臺，木樁加固基礎(chǔ)。該橋設(shè)計(jì)菏載相當(dāng)于汽8級，橋面凈寬6.00.25m護(hù)輪帶，橋梁全長217m。該橋年代久遠(yuǎn)，年久失修，由于河床下切，基礎(chǔ)裸露，墩臺均有不同程度位移，橋體混凝土老化、部分脫落，支座失效，已列為危橋，斷絕交通。背河橋（灘地岔河）原為木橋，于1976年改建為7孔17m雙曲拱橋，下部結(jié)構(gòu)為雙柱式鋼筋混凝土墩、U形臺，鉆孔樁基礎(chǔ), 該橋設(shè)計(jì)菏載為汽15，掛80級，橋面凈寬7.00.25m護(hù)輪帶。橋梁全長129m。經(jīng)近30年的使用，拱肋、拱波有不同程度的裂縫，橫拉桿及橋面系破損嚴(yán)重，鐵岸橋臺沖刷嚴(yán)重，橋臺錐坡鋪砌脫

9、落。橋頭引道及河灘路地為三級公路標(biāo)準(zhǔn)，路基寬8.5m,路面寬7.0m,路面為砂石，由于常受水害，破壞嚴(yán)重，且時(shí)有翻漿。3、現(xiàn)有堤防橋位附近上下游河兩岸建有防洪堤，堤頂寬68m不等，能行走汽車。該堤目前的防洪標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇，遠(yuǎn)景規(guī)劃為50年一遇。4、水庫橋位以上匯水區(qū)內(nèi)僅有永久性水庫一處，即磨盤山水庫。該水庫壩址位于沈家營子水文站上游2km處，水庫設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為：總庫容5.3×108m3,設(shè)計(jì)洪水頻率Pp=1%,校核洪水頻率Pp=1，2004年開工建設(shè)，現(xiàn)正在建設(shè)中。水庫建成后將對下游各段面洪峰流量有所削減。六、流冰及通航情況調(diào)查根據(jù)調(diào)查本河春汛不大，最大流冰水位較平槽水位略高些，河內(nèi)最

10、大冰塊4×5m，流冰厚0.75m,流速1.1m/s。本河無通航要求。七、橋位方案的選擇根據(jù)鐵通公路總體走向布局，結(jié)合五常市城建規(guī)劃和鐵通公路近、遠(yuǎn)期通過五常鎮(zhèn)的過境方案，且考慮本段公路與黑、吉兩省的接線位置。在本次勘測中調(diào)查了團(tuán)山子屯（原橋位）附近拉林河段上所有可能的橋位方案，在充分征求當(dāng)?shù)卣俺墙ā⑺?、農(nóng)業(yè)等部門意見的基礎(chǔ)上，從環(huán)境、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面進(jìn)行論證篩選，最后提出兩個(gè)橋位備選方案。既方案一，（該橋位對應(yīng)于路線方案一、三、四），位于原團(tuán)山子大橋橋位下游30m處的河段上，為一河兩橋方案，經(jīng)水文計(jì)算，橋梁總長492.68m；橋位方案二（該方案對應(yīng)路線方案二），位于原橋位上游1

11、.70Km的河段上，為一河一橋方案，經(jīng)計(jì)算橋梁總長448.60m。兩個(gè)橋位的具體位置見“橋位方案平面圖”。兩個(gè)橋位方案比較如下：1、方案一本橋位方案與路線一、三、四方案結(jié)合較好，路線順捷，利用舊路，占用耕地少。橋位處河床行洪斷面寬約2.1 Km, 主河槽寬度280m（主河河槽寬210m，加岔河槽寬70m）。主河槽橋和岔河橋布設(shè)均勻，瀉洪順暢，橋前壅水對防洪造成的影響小，橋位上游1.2Km、下游0.5Km河道較順直、穩(wěn)定，河道和洪水流向與橋梁軸線正交，利于瀉洪。缺點(diǎn)是與路線方案二結(jié)合較差，為一河兩橋，較一河一橋方案二橋梁總長相對長。2、方案二本橋位方案僅與路線方案二結(jié)合較好，橋位處于河段彎曲，岔

12、流較多的結(jié)點(diǎn)上，水文情況復(fù)雜，洪水流向與路線（橋梁軸線）斜交80o,且河道曲率有加大、岸線右移趨勢，現(xiàn)右側(cè)河槽嚴(yán)重塌岸，屬次穩(wěn)定河段。橋位處河床行洪斷面寬約1.6Km, 主河槽寬度210m，河道偏向左岸防洪堤，橋前壅水將對防洪影響較大。本方案優(yōu)點(diǎn)是一河一橋，橋梁總長較方案一相對短。由于資金限制和計(jì)劃安排，團(tuán)山子大橋與五常市繞行方案可能不同步實(shí)施。因此，若選擇橋位方案二，需修建3Km長的引道與舊路相連，來保證正常通行。等到將來鐵通公路五常市繞行方案實(shí)施時(shí)，目前所修建的3Km引道必將廢棄，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。綜上，兩個(gè)橋位方案從河勢、行洪、橋渡工程布設(shè)及工程量和造價(jià)等方面綜合比較，各自具有優(yōu)缺點(diǎn)，

13、但從路線總體布局的角度出發(fā)，橋位方案應(yīng)服從于路線走向方案，因此本次可研將橋位方案一作為橋位推薦方案。八、設(shè)計(jì)流量推算由于橋位上游4.5Km處五常水文站，且橋、站間無支流匯入，因此本橋位處流量利用五常站資料進(jìn)行推算并以經(jīng)驗(yàn)公式校核。此外由于上游干流97Km處有磨盤山水庫，在推算橋下設(shè)計(jì)流量時(shí)充分考慮該水庫的調(diào)洪削峰作用。（一）、橋址處百年一遇洪水流量推算1、頻率分析法采用五常站水文觀測資料，觀測年份為19532003年的連續(xù)實(shí)測洪水流量進(jìn)行連續(xù)系列頻率分析，同時(shí)采用1932年和1951年兩次歷史特大洪水流量（Q32=2870m3/s, Q51=2310m3/s），作為不連續(xù)系列進(jìn)行頻率分析比較。

14、 五常水文站連續(xù)系列流量序號年份流量序號年份流量119532512719799421954117028198091331955129029198170941956212030198293751957938311983379619582293219843127195914933198593581960222034198675791961272351987622101962130361988532111963447371989244012196412903819903241319657103919911510141966386401992410151967375411993427161968440

15、42199414301719696584319951291819709604419964931919713874519976402019723134619983502119734204719991272219742784820005082319756184920011330241976500502002178025197729051200327526197869521）采用連續(xù)流量系列進(jìn)行頻率分析現(xiàn)以“橋位設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)”軟件按數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算如下：流量連續(xù)系列頻率分析序號年份QKK2P1198924403.53 12.44 1.92 2196022203.21 10.30 3.85 31956

16、21203.06 9.39 5.77 4200217802.57 6.62 7.69 5199115102.18 4.77 9.62 6199414302.07 4.27 11.54 7200113301.92 3.70 13.46 8196412901.86 3.48 15.38 9195512901.86 3.48 17.31 10195411701.69 2.86 19.23 1119709601.39 1.93 21.15 1219579381.36 1.84 23.08 1319829371.35 1.84 25.00 1419859351.35 1.83 26.92 1519809

17、131.32 1.74 28.85 1619867571.09 1.20 30.77 1719657101.03 1.05 32.69 1819817091.03 1.05 34.62 1919696580.95 0.90 36.54 2019976400.93 0.86 38.46 2119876220.90 0.81 40.38 2219756180.89 0.80 42.31 2319885320.77 0.59 44.23 2420005080.73 0.54 46.15 2519765000.72 0.52 48.08 2619964930.71 0.51 50.00 2719634

18、470.65 0.42 51.92 2819684400.64 0.40 53.85 2919934270.62 0.38 55.77 3019734240.61 0.38 57.69 3119924100.59 0.35 59.62 3219713870.56 0.31 61.54 3319663860.56 0.31 63.46 3419833790.55 0.30 65.38 3519673750.54 0.29 67.31 3619983500.51 0.26 69.23 3719903240.47 0.22 71.15 3819723130.45 0.20 73.08 3919843

19、120.45 0.20 75.00 4019772900.42 0.18 76.92 4119742780.40 0.16 78.85 4220032750.40 0.16 80.77 4319612720.39 0.15 82.69 4419532510.36 0.13 84.62 4519582290.33 0.11 86.54 4619591490.22 0.05 88.46 4719621300.19 0.04 90.38 4819951290.19 0.03 92.31 4919991270.18 0.03 94.23 501979940.14 0.02 96.15 51197869

20、0.10 0.01 98.08 以19532003年51年的連續(xù)觀測資料計(jì)算：Qcp=692 m3/s Cv=0.82 當(dāng)Cs=2.5Cv時(shí)其理論頻率曲線與經(jīng)驗(yàn)頻率點(diǎn)群曲線相比，理論曲線上端偏離經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)群較多。調(diào)整Cv值：當(dāng)Cv=0.95 、Cs=3.4Cv時(shí)理論頻率曲線與經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)群重心線較為吻合（見附圖1），故：Qcp=692m3/s Cv=0.95 Cs=3.4Cv 2）采用不連續(xù)流量系列進(jìn)行頻率分析以“橋位設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)”軟件按數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算如下：流量不連續(xù)系列頻率分析序號年份QKK2P1193228703.76 14.14 1.85 2198924403.20 10.22 3.70 319

21、5123103.03 9.16 5.56 4196022202.91 8.46 7.41 5195621202.78 7.71 9.26 6200217802.33 5.44 11.11 7199115101.98 3.91 12.96 8199414301.87 3.51 14.81 9200113301.74 3.04 16.67 10196412901.69 2.86 18.52 11195512901.69 2.86 20.37 12195411701.53 2.35 22.22 1319709601.26 1.58 24.07 1419579381.23 1.51 25.93 151

22、9829371.23 1.51 27.78 1619859351.22 1.50 29.63 1719809131.20 1.43 31.48 1819867570.99 0.98 33.33 1919657100.93 0.87 35.19 2019817090.93 0.86 37.04 2119696580.86 0.74 38.89 2219976400.84 0.70 40.74 2319876220.81 0.66 42.59 2419756180.81 0.66 44.44 2519885320.70 0.49 46.30 2620005080.67 0.44 48.15 271

23、9765000.66 0.43 50.00 2819964930.65 0.42 51.85 2919634470.59 0.34 53.70 3019684400.58 0.33 55.56 3119934270.56 0.31 57.41 3219734240.56 0.31 59.26 3319924100.54 0.29 61.11 3419713870.51 0.26 62.96 3519663860.51 0.26 64.81 3619833790.50 0.25 66.67 3719673750.49 0.24 68.52 3819983500.46 0.21 70.37 391

24、9903240.42 0.18 72.22 4019723130.41 0.17 74.07 4119843120.41 0.17 75.93 4219772900.38 0.14 77.78 4319742780.36 0.13 79.63 4420032750.36 0.13 81.48 4519612720.36 0.13 83.33 4619532510.33 0.11 85.19 4719582290.30 0.09 87.04 4819591490.20 0.04 88.89 4919621300.17 0.03 90.74 5019951290.17 0.03 92.59 511

25、9991270.17 0.03 94.44 521979940.12 0.02 96.30 531978690.09 0.01 98.15 以調(diào)查的32年、51年兩次特大洪水流量，對連續(xù)觀測的19532003年洪水流量序列外延，N=72年，其計(jì)算得：Qcp=744m3/s Cv=0.86 當(dāng)Cs=2.5Cv時(shí)其理論曲線與經(jīng)驗(yàn)頻率點(diǎn)群有所改善，調(diào)整Cv值：當(dāng)Cv=0.92，Cs=3.0Cv時(shí)理論頻率曲線與經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)群重心線更加吻合（見附圖2），故：Qcp=744m3/s Cv=0.92 Cs=3.0Cv 頻率分析計(jì)算結(jié)果如下：頻率P%1/312510連續(xù)系列44563447280419991428不

26、連續(xù)系列44073462287521191572根據(jù)以上結(jié)果可以看出，兩個(gè)系列計(jì)算結(jié)果很接近，故取Q1%=3462 m3/s2、按“橋規(guī)”JTJ 06291附錄十二全國水文分區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：Qcp=CFn式中C=3.0N=0.65F=5642Km2Qcp=3×56420.65=823 m3/sCv=0.9 Cs=2.5Cv K1%=4.36Q1%= Qcp×K1%=823×4.36=3590 m3/s以上兩種方法計(jì)算Q1%值非常接近，偏差僅為（35903462）/3462=3.7%，所以認(rèn)為計(jì)算結(jié)果可靠，從安全角度考慮，取Q1%=3590 m3/s。（二）、橋壩區(qū)

27、間同頻率流量計(jì)算1、 按面積比例法計(jì)算（“公路水文規(guī)范”（JTG C302002）5.2.2式）：Q1%q=（Fq/F）n1 Q1%式中：Fq=4491m2F=5642m2n1=0.65Q1%=3590 m3/sQ1%q =（4491/5642）0.65 ×3590=3095m3/s2、按“橋規(guī)”JTJ 06291附錄十二全國水文分區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：Qcp=CFn式中：C=3.0N=0.65F=4491Km2Qcp=3×44910.65=710 m3/sCv=0.9 Cs=2.5 K1%=4.36Q1%q = Qcp×K1%=710×4.36=3096 m

28、3/s以上計(jì)算幾乎沒有偏差，所以橋壩區(qū)間設(shè)計(jì)流量采用Q1%q =3096 m3/s。（三）、橋下設(shè)計(jì)流量計(jì)算本橋位上游97公里有一處永久性大型水庫，即磨盤山水庫。該水庫壩址位于沈家營子水文站上游2km處。水庫設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為：總庫容5.3×108m3,設(shè)計(jì)洪水頻率Pp=1%,校核洪水頻率Pp=1，百年一遇洪水時(shí)壩址斷面流量Q1%b=2100 m3/s，百年一遇洪水時(shí)水庫下泄流量Q1%x=652 m3/s（見附圖3），2004年開工建設(shè)，現(xiàn)正在建設(shè)中。水庫建成后將為哈市居民提供日常生活用水，同時(shí)水庫本身具有較強(qiáng)的調(diào)洪作用，對下游各段面洪峰流量有所削減，所以本橋下設(shè)計(jì)流量考慮水庫對其影響，采用

29、公路工程水文勘測設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG C302002）10.1.6-3公式計(jì)算。Q1%= Q1%q+ (Q1%Q1%q) Q1%x/ Q1%b式中：Q1%q =3096 m3/s，橋壩區(qū)間匯水面積的設(shè)計(jì)洪水頻率時(shí)的流量；Q1%=3590 m3/s，天然狀態(tài)下橋址斷面設(shè)計(jì)洪水頻率時(shí)的流量；Q1%x=652 m3/s，設(shè)計(jì)洪水頻率時(shí)的水庫下泄流量；Q1%b=2100 m3/s，天然狀態(tài)下與橋同頻率的壩址斷面流量；Q1%=3096+（3590-3096）×652/2100=3271m3/s。較天然狀態(tài)下橋址斷面處百年一遇的洪水流量削峰8.9%。故本橋位處設(shè)計(jì)洪水流量采用：Q1%=3271m3/

30、s。九、橋孔長度計(jì)算1、推算設(shè)計(jì)水位及斷面流量分配由于推薦方案橋位為一河兩橋，流量加大系數(shù)A取值范圍為1.11.3，本橋取A=1.2。經(jīng)計(jì)算得橋下設(shè)計(jì)流量：Q1%=3271m3/s×1.2=3921m3/s。1）灘、槽糙率的確定糙率的選用主要以“橋規(guī)”附錄十（天然河道洪水糙率系數(shù)）結(jié)合斷面情況選取，并以五常水文站提供水文資料加以認(rèn)證。a) 本次外業(yè)測量的水文大斷面位于推薦橋位上游50m處。大斷面長2.027Km，見“斷面數(shù)據(jù)表”。依據(jù)“橋規(guī)” 附表10.1結(jié)合斷面附近河道及植被情況，主槽m應(yīng)在2545之間，河灘m應(yīng)在1520之間。斷面數(shù)據(jù)表點(diǎn)號距離高程點(diǎn)號距離高程00176.2143

31、61100174.297150174.475371150174.654287.4173.04381200174.223100173.089391250174.1654109174.116401300174.275150174.625411350174.2896200174.618421400174.1357237.5174.632431430174.2888265173.429441439173.699300173.536451556173.5410303173.593461559.5173.6811303.2172.48471561172.3912330171.42481572172.381

32、3332170.264491581.5172.5314421170.10501589171.3215441169.46511596171.3216491170.234521599.5171.0517500172.02753161517018503173.26854162617019550173.768551641.5171.0520600174.03561643.5172.0821650174.049571653.5172.2522700174.11581663174.7523750174.149591700174.0524800173.96601721.5173.38725839173.29

33、5611724174.39326850174.712621750173.84427853175.128631800173.65528900175.525641850173.95129929175.735651900173.97630950175.052661950174.30431955173.594672000173.603321000174.377682018174.563331050174.415692027176.59b) 以五常水文站觀測的1991年最大流量發(fā)生在8月10日，最大流量Q=1510 m3/s、其相應(yīng)水位H=95.89m，以及水文斷面（見“水文站水文斷面圖”），利用“橋位

34、設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)”軟件反算m值。當(dāng)H=95.89m時(shí)，m灘1=20，m槽=42，m灘2=20 ，Q=1510 m3/s，可見計(jì)算所得m值在我們所選取的范圍內(nèi)。故對本河糙率選取如下：斷面點(diǎn)號m值n值08200.05819400.0251929200.052947170.064756290.0345667170.06詳見“橋址水文斷面圖”。2）洪水比降的確定根據(jù)本次外業(yè)測量數(shù)據(jù)（見“比降數(shù)據(jù)表”），經(jīng)計(jì)算得常水位水面比降為I常=0.045%，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取洪水位比降I洪=0.045%×1.2=0.054%。（見比降圖）比降數(shù)據(jù)表點(diǎn)號距離高程點(diǎn)號距離高程00169.95110550170.2271

35、50169.97911650170.2272100170.05712700170.2373150170.10513750170.3544200170.16914800170.451525017049463001705437347170.19417950170.6598400170.183181000170.6839450170.19219比降圖3）設(shè)計(jì)水位的確定及斷面流量的分配本橋百年一遇的設(shè)計(jì)流量為3921m3/s。利用“橋位設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)”軟件計(jì)算在此流量下的設(shè)計(jì)水位及相應(yīng)的各水力要素（見下表和“橋址水文斷面圖” ），由水文斷面圖我們可以看

36、出，主河和岔河之間的河灘最高點(diǎn)為29點(diǎn)，故以29點(diǎn)為分界點(diǎn)，分別計(jì)算主河和岔河的水力要素如下：總設(shè)計(jì)流量：Q1%=3921m3/s設(shè)計(jì)水位：H=175.25m主河流量：Q主=2902m3/s主河設(shè)計(jì)流速：V主=2.32 m/s岔河流量：Q岔=1019 m3/s岔河設(shè)計(jì)流速：V岔=1.60 m/s團(tuán)山子大橋設(shè)計(jì)洪水位及斷面水力要素序號項(xiàng)目河灘1河槽1河灘2河灘3河槽2河灘4全斷面1設(shè)計(jì)水位（m）175.252斷面與水流夾角（°）03水面寬度B（m）237.21285317.17637.6781.50358.061916.624有效寬度（m）237.21285317.17637.6781

37、.50358.061916.625平均水深h（m）0.973.931.201.164.071.261.706過水面積A（m2）230.701119.94380.47736.61331.81452.103251.617平均流速V（m/s）0.462.320.530.41.60.431.208流量Q（m3/s）10525972002965301933921利用“橋位設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)”軟件計(jì)算不同水位下的流量（Q）、流速（V）、過水面積（A）（見下表），并繪制H、A、V、Q曲線圖。水 位流 量流 速面 積175.6649722.484052.34175.2539212.323251.61174.9432

38、152.202663.23174.7528222.122305.99H、A、V、Q曲線圖2、 橋孔長度的計(jì)算1）根據(jù)公路工程水文勘測設(shè)計(jì)規(guī)范公式6.2.1-1，利用“橋位設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)”軟件計(jì)算設(shè)計(jì)流量下的最小橋長Lj=Kq（Qp/Qc）n3Bc式中：Lj最小橋孔凈長（m），Qp設(shè)計(jì)流量（m3/s）Qc設(shè)計(jì)流量（m3/s）Bc河槽寬度（m）Kq、 n3系數(shù)，查“規(guī)范”表6.2.1 Kq、 n3值表具體數(shù)值見下表序號項(xiàng)目團(tuán)山子大橋岔河橋河灘1河槽河灘2河灘1河槽河灘21設(shè)計(jì)水位（m）175.252斷面與水流夾角（°）003水面寬度B（m）237.21285317.17637.6781.5

39、0358.064有效寬度（m）237.21285317.17637.6781.50358.065平均水深h（m）0.973.931.201.164.071.266過水面積A（m2）230.701119.94380.47736.61331.81452.107平均流速V（m/s）0.462.310.520.41.60.438流量Q（m3/s）1052597200296530193計(jì)算結(jié)果如下橋名設(shè)計(jì)洪水流量Qs（m3/s）河槽流量 Qc（m3/s）河槽寬度 Bc（m）橋孔最小凈長度Lj（m）團(tuán)山子大橋29022597285298.50岔河橋101953081.5135.78由于岔河橋橋位軸線與水流

40、呈110度交角，所以凈橋長為135.78/cos20°=140.49m。2）按壅水相等的原則初步確定橋孔根據(jù)“橋規(guī)”8.4.1-2公式：Z=（Qp/W）2(Qp/A)2計(jì)算不同凈過水面積（W）時(shí)的壅水高度，繪制壅水高度凈過水面積曲線（見“壅水高度凈過水面積曲線圖”），然后按壅水高度相等的原則，在同一Z下查出兩橋的凈過水面積。根據(jù)橋位附近地形、地物及防洪情況，橋前壅水按30cm控制，故本設(shè)計(jì)取Z=30cm，在曲線圖中查出兩橋凈過水面積分別為W主=1086m2，W岔=547m2，通過面積及各橋的“設(shè)計(jì)洪水位及斷面圖”推算凈橋孔分別為L主=300mL岔=145m壅水高度凈過水面積曲線圖通過

41、以上兩種計(jì)算得出的結(jié)果對橋孔進(jìn)行選擇：當(dāng)主河為8×40m，凈橋長303.8m，岔河為8×20m，凈橋長149.2m，滿足以上計(jì)算結(jié)果，所以我們采用兩橋孔徑為：主河：8×40m岔河：8×20m十、橋前壅水及沖刷計(jì)算1）橋前壅水計(jì)算根據(jù)“橋規(guī)”8.4.1-1公式Z=K/2g（VM2VOM2），利用“橋位設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)”軟件計(jì)算兩橋壅水高度分別為：Z主=0.27cmZ岔=0.29cm由以上結(jié)果可以看出，兩橋壅水高度基本相同，且小于控制壅水高度Z=30cm，所以我們選擇的橋孔較為合理。2）橋下一般沖刷計(jì)算一般沖刷采用公路工程水文勘測設(shè)計(jì)規(guī)范中641修正公式、7.3

42、.1-5河灘沖刷公式。a）主河橋橋下一般沖刷計(jì)算641修正公式：hp=Ad Q2/（Bcj）（hcm/hcq）5/3/（Ed1/6）3/5Ad=1.37，單寬流量集中系數(shù)；Q2=2870 m3/s，橋下河槽部分通過的設(shè)計(jì)流量；=0.969，橋墩水流側(cè)向壓縮系數(shù)；Bcj=285m，橋長范圍內(nèi)的河槽寬度；hcm=5.79m，河槽最大水深；hcq=3.93m，橋下河槽平均水深；E=0.66，與汛期含沙量有關(guān)的系數(shù)；d=5mm，河槽泥沙平均粒徑。利用“橋位設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)”軟件計(jì)算得hp=7.75m河灘沖刷公式： hp=Q1/（Btj）（htm/htq）5/3/VH15/6Q1=30 m3/s，橋下河灘部

43、分通過的設(shè)計(jì)流量；=0.969，橋墩水流側(cè)向壓縮系數(shù)；Btj=40.5m，河灘部分橋孔凈長；htm=2.21m，河槽最大水深；htq=1.23m，橋下河槽平均水深；VH1=0.6m/s，河灘水深1m時(shí)非粘性土不沖刷流速；利用“橋位設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)”軟件計(jì)算得hp=2.69mb）岔河橋橋下一般沖刷計(jì)算641修正公式：hp=Ad Q2/（Bcj）（hcm/hcq）5/3/（Ed1/6）3/5Ad=1.33，單寬流量集中系數(shù)；Q2=898 m3/s，橋下河槽部分通過的設(shè)計(jì)流量；=0.968，橋墩水流側(cè)向壓縮系數(shù)；Bcj=81.5m，橋長范圍內(nèi)的河槽寬度；hcm=5.25 m，河槽最大水深；hcq=4.0

44、7m，橋下河槽平均水深；E=0.66，與汛期含沙量有關(guān)的系數(shù)；d=5mm，河槽泥沙平均粒徑。利用“橋位設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)”軟件計(jì)算得hp=7.01m河灘沖刷公式： hp=Q1/（Btj）（htm/htq）5/3/VH15/6Q1=112 m3/s，橋下河灘部分通過的設(shè)計(jì)流量；=0.968，橋墩水流側(cè)向壓縮系數(shù)；Btj=72.5m，河灘部分橋孔凈長；htm=2.87m，河槽最大水深；htq=2.02m，橋下河槽平均水深；VH1=0.6m/s，河灘水深1m時(shí)非粘性土不沖刷流速；利用“橋位設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)”軟件計(jì)算得hp=3.65m3）墩臺局部沖刷計(jì)算墩臺局部沖刷采用公路工程水文勘測設(shè)計(jì)規(guī)范中651修正公式。

45、a）主河橋墩臺局部沖刷計(jì)算651修正公式：當(dāng)V Vo hb=KK1B10.6（V-Vo/）當(dāng)V Vo hb=KK1B10.6（Vo-Vo/）（V-Vo/）/（Vo -Vo/）n1K=1.00，墩形系數(shù)；K1=1.02，河床顆粒影響系數(shù)；B1=1.5m，橋墩計(jì)算寬度；V=3.2m/s，一般沖刷后墩前行近速度；Vo =1.05m/s，河床泥沙起動速度；Vo/=0.52m/s，墩前泥沙起沖速度；n1=0.69，指數(shù)。利用“橋位設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)”軟件計(jì)算得hb=2.11mb）岔河橋墩臺局部沖刷計(jì)算651修正公式：當(dāng)V Vo hb=KK1B10.6（V-Vo/）當(dāng)V Vo hb=KK1B10.6（Vo-Vo

46、/）（V-Vo/）/（Vo -Vo/）n1K=1.05，墩形系數(shù)；K1=1.02，河床顆粒影響系數(shù)；B1=1.2 m，橋墩計(jì)算寬度；V=2.51 m/s，一般沖刷后墩前行近速度；Vo =1.00m/s，河床泥沙起動速度；Vo/=0.50m/s，墩前泥沙起沖速度；n1=0.73，指數(shù)。利用“橋位設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)”軟件計(jì)算得hb=1.65 m十一、標(biāo)高計(jì)算1、 梁底最低標(biāo)高采用公路工程水文勘測設(shè)計(jì)規(guī)范中6.4.1-1公式計(jì)算：Hmin=Hs+h+ hj式中：Hmin梁底最低標(biāo)高（m）；Hs設(shè)計(jì)水位（m）；h考慮壅水、浪高、波浪壅水、河彎超高、水拱、局部股流壅高、床面淤高、漂浮物高度等諸因素的總和（m）

47、；hj橋下凈空安全值（m）；團(tuán)山子大橋：Hs=175.25 mh =0.57 mhj =0.5mHmin=175.25 +0.57+0.5=176.32 m岔河橋：Hs=175.25 mh =0.59mhj =0.5mHmin=175.25+0.59 +0.5=176.34 m2、一般沖刷標(biāo)高計(jì)算團(tuán)山子大橋： 主槽：175.257.75=167.50m 河灘：175.25 2.69=172.56m一般沖刷深度： 主槽：1.96 m 河灘：0.48 m岔河橋： 主槽：175.25 7.01 =168.24 m 河灘：175.25 3.65=171.60m一般沖刷深度： 主槽：1.76 m 河灘：0.78 m3、局部沖刷標(biāo)高團(tuán)山子大橋：167.502.11 =165.39m岔河橋： 168.24 1.65 =166.59 m十二、比較橋位計(jì)算1、比較橋位為一河一橋，所以設(shè)計(jì)流量采用Q1%=3271m3/s，利用“橋位設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)”軟件計(jì)算在此流量下的設(shè)計(jì)水位及相應(yīng)的各水力要素（見下表），團(tuán)山子大橋設(shè)計(jì)洪水位及斷面水力要素序號項(xiàng)目河灘1（t1）河槽（c）河灘