橋涵水文習題17級

1、?橋涵水文?習題習題一求河流比降某河流各河段的河底特征點高程及其間距如表1,試求各河段平均比降及全河的平均比降.全河段的平均比降利用P17頁公式(1-1-2)計算.表1各河段的河底特征點高程及其間距河段編號底坡變化特征點高程(m)特征點間距(km)平均比降(%.)141.972.5211225.641.9253316.325.624843.716.3200503.760習題二實測流速計算流量某一水位下,用流速儀等儀器測得的某河流測流斷面資料如表2所示,試計算此水位下的流量及斷面平均流速,斜坡岸邊系數(shù)a取0.7.表2某河流測流斷面資料垂線編號起點距x(m)水深h(m)垂線平均流速v(m/s)左岸

2、水邊線00.000.001282.810.74521063.371.00031972.470.90443011.350.80054411.050.62065951.850.79077373.450.90288963.580.66599782.420.6601010293.350.395左岸水邊線10510.000提示：計算時列出如下的表格計算各個局部斷面的流量樁號水深(m)垂線平均流速(m/s)水向?qū)挾?m)過水面積(m2)平均流速(m/s)流里(m3/s000282.810.7452839.3400.52220.5161063.37178241.020.873210.290得出全斷面的流量后

3、,再計算出全斷面的平均流速.習題三推求設(shè)計水位某公路要跨越一河流,橋址橫斷面如圖1,河床特征點見表3.河槽順直、整潔、無堵塞現(xiàn)象,m河槽=40;河灘平直、長草,m河灘=30.洪水水流比降i=0.0016,試繪出流量水位關(guān)系曲線,Q2%=2220m3/s,推求設(shè)計水位.76.560764A75.575m區(qū)5(74工73.51/JrF73標72.5底72河71.57170.57069.50Ji/*J1204060801001202101601802002202402602803003203403(樁號(H)圖1河床橫斷面表3河床特征表樁號(m)河床標高(m)備注076507412072.5灘槽分界

4、處17071190702407126072.5灘槽分界處3007435076提示：首先計算出水位分別為H=76、75、74、73米下的流量值(計算格式如教材P33表1-4-2),然后繪制水位H流量Q關(guān)系曲線,由設(shè)計流量Q=2220m3/s和最高通航設(shè)計流量Q=1200m3/s插值得出相應(yīng)的設(shè)計水位和最高通航設(shè)計水位.計算流量時河灘局部分別按左、右河灘進行計算.即總流量=左河灘流量+河槽流量+右河灘流量習題四適線法推求設(shè)計流量某二級公路上有一大橋,橋位附近的水文站有30年連續(xù)的年最大流量資料,見表4.要求利用適線法推求Qi%和Q2%的設(shè)計流量Cs值必須通過適線法求得.并計算設(shè)計流量的相對均方誤.

5、表4水文站各年流量資料順序號年份流里m/s順序號年份、一3流量m/s11975380161990200021976880171991165031977740181992100041978750191993300519791000201994700619801190211995109071981105022199680081982130023199740091983148024199814301019841550251999650111985125026200090012198650027200145013198755028200211201419886802920039501519896203

6、02004540海森概率格紙橫坐標頻率值P%504030201510545060708085909596距50%線的水平距離(mm)010.922.536.244.655.170.775.3橫坐標頻率值P%321.510.50.20.1979898.59999.599.899.9距50%線的水平距離(mm)80.988.393.3100110.8123.7133.0妻:1門8三晝-O胃笈腺頡率PC%)流量(m3/s)o.1020507099,9經(jīng)驗頻率和變差系數(shù)計算表順序號按年份順序排列按流量大小排列經(jīng)驗頻率mPB00%K2(Ki-1)年份流里(m/s)年份流里(南/s)(1)(2)(3)(4

7、)(5)(6)(8)合計理論頻率曲線配線過程Cv=Cs=頻率0.5%1%2%5%10%20%50%75%90%95%kpQp頻率0.5%1%2%5%10%20%50%75%90%95%kpQp注：配線時,要求：Cv=0.21.5,Cs=(24)Cv習題五利用耿貝爾頻率分布曲線推求設(shè)計流量采用表4數(shù)據(jù),利用耿貝爾頻率分布曲線推求Qi%和Q2%的設(shè)計流量.習題六考慮特大值利用適線法推求設(shè)計流量接習題四,通過洪水調(diào)查和文獻考證得知,1805年以來該水文站曾有6次大洪水,其中1次大洪水為1990年的洪水流量2000n3/s,其它年份的資料如表5,利用考慮了特大值的適線法推求Qi%和Q2%的設(shè)計流量.順

8、序號年份流里m/s順序號年份、一3流量m/s118052600419202430218502060519462300319001950619902000習題七相關(guān)分析某公路橋橋位上游附近,有一個水文站乙站,收集到19752004年的年最大流量資料,但其中10年流量資料因故缺失.在臨近流域的河流上,也有一個水文站甲站,可以收集到19752004年連續(xù)30年的年最大流量資料.兩流域的根本特征相似,擬利用甲站的流量資料對乙站的流量資料進行插補和延長,兩站的流量資料見下表,請計算出兩站流量的相關(guān)系數(shù)及其乙站19752004年中的缺測年份流量提示：計算甲站的平均流量時只取乙站有流量資料的對應(yīng)的甲站數(shù)值計

9、算.甲站、乙站流量表順序年份甲站流里,3m/s乙站流里,3m/sXi-xyi-y(Xi-X)2(yi-y)2(Xi-x)(yi-y)119753802197688031977740419787505197910008006198011901380719811050130081982130016509198314802000101984155011198512501400121986500580131987550780141988680120015198962010601619902000190017199116501819921000191993300350201994700100021199

10、5109012002219968009302319974002419981430251999650950262000900105027200145068028200211202920039501190302004540600習題八小橋涵設(shè)計流量推算(1)第66全國水文分區(qū)某橋位上游的流域面積為500km；計算橋位斷面頻率為1%、2%和5%的流量.(2)分別用推理公式(3-3-4)、經(jīng)驗公式1(3-3-9)和經(jīng)驗公式2(3-3-10)推求甘肅省崛口-郭城驛公路石溝橋的五十年一遇流量.石溝屬黃河流域關(guān)川河支流,匯水面積F=89km2,主河溝長度L=21.32km,主河溝平均坡降1=16%,河床為砂

11、礫夾卵石,兩岸為粉質(zhì)亞粘土,地表為黃土層,劃為田類土.地處丘陵區(qū),暴雨分區(qū)為R區(qū).該小橋涵工程點無實測流量資料,經(jīng)形態(tài)調(diào)查計算五十年一遇流量Q2%=278m3/so(在甘肅省S2%等值線圖中查得該站的S2%=39mm/h)習題九推求橋孔長度和橋面高程接習題三,該橋位河段為次穩(wěn)定河段,通航等級為即-(1)級,相應(yīng)的最高通航設(shè)計流量Q20%=1200m3/so河床質(zhì)中值粒徑d50=3mm,橋位處的計算風速為17m/s,計算浪程為500m,浪程內(nèi)平均水深為2.5m.采用標準跨徑為40m的梁式橋,雙柱墩,墩徑取1.6m,橋梁上部建筑高度取2.2m,橋位河段為河灣段,中央半徑為800m,橋位河段無凌汛、

12、無流冰.要求推求該橋的橋孔長度和橋面高程,并繪制橋孔布置圖和橋面高程示意圖.(說明：根據(jù)習題三的水位H流量Q關(guān)系曲線,由設(shè)計流量(Q1%=2220m3/s)、最高通航設(shè)計流量Q20%=1200m3/s分別推求出設(shè)計水位(Hs=74.8m)、通航水位(Htn=73.8m)0按習題三的方法,分別計算出設(shè)計水位(Hs=74.8m)下的河槽和河灘流量.)習題十推求墩臺最低沖刷線高程接習題九,根據(jù)鉆探資料,河槽床面以下18米以內(nèi)為砂礫層,平均粒徑d=3mm,河灘床面以下10m內(nèi)為中砂,再以下為砂礫；根據(jù)地質(zhì)資料和地表形態(tài)判斷,建橋后橋下河槽可擴寬至全橋孔,汛期洪水含沙量為-0.8kg/m3,橋臺形式采用

13、帶豎直前墻和上下游錐坡.試推求墩臺最低沖刷線高程,要求分別應(yīng)用公式64-1、64-265-2、65-1修正式計算.假設(shè)建橋后橋下河槽不能擴寬至全橋孔,請計算出橋下河槽通過的流量.幾點說明：（1） P150頁的64-1公式中的Bcj實際上為Lj,在此題中為160-3X1.6=155.2m；（2） P150頁的64-2公式、64-1公式中的A按平灘水位時的H和B計算.所謂平灘水位,即此時河灘的流量為0;（3） P160頁的65-2修正公式中即式5-4-3d的單位是m；4假設(shè)分別按65-2公式、65-2修正公式計算橋墩局部深度,平安起見,最后結(jié)果取大值；5P165頁的5-5-9公式中的Ld要分左右河

14、灘分別計算,如布孔為K0+110K0+270,此時計算的各個量為：左橋臺：LD=110-30=80m,此時平均流速v和平均水深h的計算范圍為K0+030K0+110,從而計算出相應(yīng)的Az和Fr；右橋臺：LD=320-270=50m,此時平均流速v和平均水深h的計算范圍為K0+270K0+320,從而計算出相應(yīng)的Az和Fr.導流堤設(shè)計接習題九中的公路橋,左右岸均設(shè)置導流堤.現(xiàn)要求設(shè)計左橋臺橫斷面的左側(cè)圓曲線組合型導流堤的導流堤軸線和橫斷面,計算堤頭沖刷深度.上游堤端至河岸的距離L為95m,堤頭天然水深為2.1m.習題十二小橋孔徑計算某公路跨越一小河,設(shè)計流量Qs=20m3/s,河床比降i=0.0

15、1,河槽糙率n=0.045,河槽橫斷面見下表和圖：樁號K1+500K1+505K1+506K1+512K1+515K1+520標高m103.3102.5100.5100103103.7104103.5103102.5102101.5101100.510099.5r/L/,/12468101214161820樁號20河流橫斷面圖路基設(shè)計高程在橋位處為103.8m,推求設(shè)計水位、計算小橋孔徑和相應(yīng)的最小橋面高程.習題十三涵洞孔徑計算設(shè)計流量Qs=4m3/s,因路基設(shè)計高程限制,涵前水深H不得超過2m.根據(jù)當?shù)厍闆r,采用單層細面粗鑿石料,鋪砌在碎石上,碎石層厚度不小于10cm,進行洞底河床加固.試選用無壓力式蓋板涵,計算涵內(nèi)臨界水深hk、涵前水深H和相應(yīng)的孔徑Bd0選定標準孔徑后,當涵洞底坡i=0.015時,驗算出口流速是否小于最大允許流速.提示：先假定一個涵洞孔徑Bd,根據(jù)涵洞加固類型確定涵洞進口附近臨界斷面的2v流速