某鐵路橋水文計算

1、水文計算1 黎湛線某橋位水文計算設(shè)計資料a. 1931年至1992年水位表如表 1表 1 1931年至1992年水位表年份水位/m年份水位/m年份水位/m193147.61196944.03198241.82195640.76197043.00198338.97195744.26197144.06198441.79195843.56197238.46198545.79195941.02197343.06198646.79196140.76197444.66198737.69196241.96197539.56198843.09196335.86197640.46198936.29196440.

2、56197740.72199039.29196539.46197842.02199141.19196643.46197943.62199243.79196743.42198043.79196845.96198140.76b.貴港水文站1961-1970年流量表如表 2表 2 貴港水文站1961-1970年流量表年份1961196219631964196519661968Q(m3/s)74406690461075807120919012800c.河床斷面及地質(zhì)資料:見附圖d.通航要求: 二級通航標(biāo)準(zhǔn)e其他資料:設(shè)計洪水頻率：1/100；線路標(biāo)高：60 m。2 設(shè)計水位和通航水位、設(shè)計流量橋下游8

3、00米處為貴港水文站，且橋、站之間無支流匯入，因此本橋水位可利用貴港站的水文資料進(jìn)行計算。本設(shè)計采用以理論頻率曲線確定的有關(guān)參數(shù)為基礎(chǔ)選擇更為合理的適線法確定最后的理論曲線。適線法的計算步驟：第一步：按公式，計算，按公式計算。第二步：假定若干個，通過求出確定樣本數(shù)據(jù)的經(jīng)驗頻率，并將其點在海森機(jī)率格紙上繪制出若干組理論頻率曲線。第三步：在這些若干組理論曲線中，目估處吻合最好的一條，該曲線就是用適線法確定的理論頻率曲線。從表 2知道貴港站誰為資料缺失1932-1955年的數(shù)據(jù)且1931為特大洪峰水位，所以本設(shè)計采用含特大洪水序列的頻率分析方法。2.1含特大洪水系列的頻率分析計算設(shè)計水位、通航水位以

4、水位H作為統(tǒng)計對象做統(tǒng)計，貴港水文資料中有連續(xù)36年的觀測資料和特大洪水資料4年，4年中有3項特大洪水與連續(xù)觀測資料中的q重復(fù)。，系列中有25年的資料空缺，采用補(bǔ)齊使成為連續(xù)系列，利用連續(xù)系列求設(shè)計流量的方法求解。2.1.1含特大洪水系列考證期，代入數(shù)值得 式中：考證或調(diào)查所及的最遠(yuǎn)年代；連續(xù)系列中的最后年代。2.1.2.經(jīng)驗頻率估算：對于項特大洪水式中 :對于其余項觀測洪水：式中：重疊項，,。計算結(jié)果如表 3:表 3 橋涵水位和經(jīng)驗頻率計算按大小次序排列N=62年份水位年份水位經(jīng)驗頻率193147.61193147.610.02195640.76198646.790.03195744.261

5、96845.960.05195843.56198545.790.06195941.02197444.660.09196140.76195744.260.12196241.96197144.060.15196335.86196944.030.17196440.56198043.790.20196539.46199243.790.23196643.46197943.620.26196743.42195843.560.28196845.96196643.460.31196944.03196743.420.34197043.00198843.090.37197144.06197343.060.3919

6、7238.46197043.000.42197343.06197842.020.45197444.66196241.960.48197539.56198241.820.50197640.46198441.790.53197740.72199141.190.56197842.02195941.020.59197943.62196140.760.61198043.79198140.760.64198140.76195640.760.67198241.82197740.720.70198338.97196440.560.72198441.79197640.460.75198545.79197539.

7、560.78198646.79196539.460.81198737.69199039.290.83198843.09198338.970.86198936.29197238.460.89199039.29198737.690.92199141.19198936.290.94199243.79196335.860.972.1.3 統(tǒng)計參數(shù)估算對于空缺的K項，假定這K項的平均值等于連續(xù)系列（不含L項重疊）的平均值，其均方差等于連續(xù)系列（不含L項重疊值）的均方差。補(bǔ)齊后，組成連續(xù)的計算體系()。計算系列的水位由三部分組成。第一部分特大洪水系列（含重疊的l項）之和第二部分實測系列（不含重疊的l項）之

8、和， 計算系列的平均值：同時可以得到系列變異系數(shù)2.2 設(shè)計水位：在確定了平均值，變異系數(shù)CV后，可用適線法得到一條與經(jīng)驗點配合得最好的理論頻率曲線，確定設(shè)計水位，由計算得到圖2-1理論頻率海森曲線圖和表2-4計算表格得到了百年一遇水位，由設(shè)計要求按百年一遇的水位未涉及水位，由上表得百年一遇水位47.81m，所以設(shè)計水位。圖 1理論頻率海森曲線表 4 水位H頻率曲線適線計算表頻率（%）Kp值設(shè)計值頻率（%）Kp值設(shè)計值0.011.2451.7330.001.0343.040.021.2351.2140.001.0142.350.051.2120.2050.001.0041.710.101.20

9、49.9360.000.9841.080.201.1849.3470.000.9740.410.501.1648.5075.000.9640.041.001.1447.8180.000.9539.642.001.1347.0790.000.9238.583.001.1246.6095.000.9037.735.001.1045.9697.000.8937.1810.001.0845.0099.000.8736.1520.001.0543.8599.500.8535.5925.001.0443.4299.900.8234.44均值=42.1；Cv=0.06;Cs=0.122.3.通航水位由GB5

10、0139-2004-全國內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)天然河流設(shè)計最高通航水位標(biāo)準(zhǔn)，本河流航道等級二級，按洪水重現(xiàn)期為20年確定。所以最高通航水位： 橋上軌道為無道碴軌道結(jié)構(gòu)，采用縱向承軌臺支承鋼軌，軌頂至梁頂?shù)母叨葹?.45米。：一般河流：所以梁高不得超過3.58米。2.4.最小二乘法計算設(shè)計流量表2-5水位-流量關(guān)系的最小法擬合在表 2中有1961-1968年的洪水流量，在點匯到坐標(biāo)紙上后，在表2-5中發(fā)現(xiàn)在流量Q與H 之間存在線性關(guān)系，用最小二乘法:在表2-5得H與Q之間的回歸式：其中：相關(guān)系數(shù)定義：通過計算得其中：即：由設(shè)計水位，代入上式得，設(shè)計流量。3 橋下孔徑圖 2 河床形態(tài)斷面圖設(shè)計水位下河寬42

11、0.36米，河槽寬350米，河槽水深最深處26.33米如圖2。沖刷系數(shù)法：（容許沖刷系數(shù)）式中： 即在建橋前，設(shè)計流量通過橋址處過水?dāng)嗝婷娣e，所以：通航要求為二級航道寬50米，凈高10米，已知主槽面積，取園端型橋墩迎水面寬2.0m，順?biāo)鞣较蜷L6.0m。若按最通航最低要求設(shè)計最小跨度50米，橋墩在水中部分最大值為25米，在河中需布置9根樁，經(jīng)過計算亦能滿足：的要求，可布置最小跨度50米的橋，且橋臺設(shè)置位置有較大的選擇空間，幾乎可以滿足大部分橋式孔徑的要求。 4 非粘性土橋下河槽的一般沖刷使用64-1修正式計算一般沖刷1）.計算橋下河槽部分通過的設(shè)計流量：2）.計算單寬流量集中系數(shù)：按平灘水位計算河寬：3）.計算河槽橋孔部分的過水凈寬按布置4根2米寬6米長的實體圓樁橋墩6).與汛期含沙量有關(guān)的系數(shù)：7).計算橋墩水流側(cè)向壓縮系數(shù)假定一般沖刷線位于礫巖，則：一般沖刷線標(biāo)高9）.計算橋下河槽的一般沖刷發(fā)生后，墩前行進(jìn)流速：5 粘性土河灘一般沖刷使用沖刷公式：橋下河灘部分通過的設(shè)計流量：代入以下數(shù)據(jù)得到：6 局部沖刷使用65-1修