橋梁工程水文計(jì)算演示教學(xué)

2、文算基本資料：橋位于此穩(wěn)定河段，設(shè)計(jì)流QS1%

3/，設(shè)計(jì)水位457.00，河槽3.11m，河槽流Q=4722mC

3

/s，河槽寬度，河槽平均水h9.49m天然橋下平均流cc0M

m/,斷面平均流速=2.61m/s，水面寬B=180m河岸凹凸岸曲率半徑的平均值R=430m，橋下河槽最大水h。2.1橋孔長(zhǎng)度根據(jù)我國(guó)公路橋梁最小橋孔凈長(zhǎng)度Lj公式計(jì)算。該橋在穩(wěn)定河段，查表知K=0.84，n=0.90。有明顯的河槽寬度Bc，則有：L=K(Q/Q)j

B(5500

159.98=154.16m換算成平面半徑R=1500的圓曲線上最小橋孔凈長(zhǎng)度為。2.2橋孔布置圖根據(jù)河床斷面形態(tài)，將左岸橋臺(tái)樁號(hào)布置在。取4孔40m預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁為上部結(jié)構(gòu)；鉆孔灌注樁雙柱式橋墩，樁徑為，墩徑取1.4m；各墩位置和樁號(hào)如圖1所示；右橋臺(tái)樁號(hào)為；該橋孔布置方案的橋孔凈長(zhǎng)度為155.80m大于橋孔凈長(zhǎng)度154.23m故此橋孔布置方案是合理的。2.3橋面最低高程河槽弗汝德系數(shù)Fr=

3.11

=0.104＜。即，設(shè)計(jì)流量為緩流。橋前出現(xiàn)壅水而不出現(xiàn)橋墩迎水面的急流沖擊高度。2.3.1前壅水度橋下壅高度Zq

vmom20.00180.7wghwvmom20.00180.7wghw沖刷前橋下流速=m

5500m/sAj9.499.49天然橋下平均流速v=3.00m/som自然淤積孔隙率n為0.4，則天然空隙比e0.67，查表知d=3mm50沖刷前橋下流速：=m

vv'0.5(50

3.723.720.53.11

m/s系數(shù)Kn=

2

-1

=

2

-1

Ky=

0.50.5v3.290.10.1

0.53橋前最大壅水高度

6.43(v2)29.8

2)0.32m橋下壅水高度取洪水和河床條件為一般情況，則2.3.2高2

12

計(jì)算風(fēng)速為21.53m/s浪程內(nèi)平均水深取河床平均水深8.60m汛期順風(fēng)向到達(dá)g橋位斷面形成的最大水面風(fēng)距為1450m。浪高計(jì)算如下：221.532w47.3009g9.81450221.53

8.60v2

=

0.13th

gD0.7gh20.70.13thg

0.39m。2wh/=0.39/8.60=0.047K=2.42浪高度=K=2.42F2F×0.39=0.94m公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范以上浪高取的波浪高度計(jì)0.66

2；另外，波浪在墩前被阻擋時(shí)，墩前波浪高度將雍高，近似取雍高值為

2，

jj0DDpQjj0DDpQ0.0270159.98這樣，靜水面以上的波浪高度為波浪全高的倍，即=0.86×20.94=0.81m。2.3.3浪坡面高和河凹岸高橋頭路堤和導(dǎo)流堤頂面高程應(yīng)計(jì)入波浪坡面爬高，按式

KvRh計(jì)算。0橋位在河灣內(nèi)，橋面最低高程應(yīng)計(jì)入兩岸超高的一半，即。w=w

B2.610.29m凹岸對(duì)水流中線的超高為=0.15mw按設(shè)計(jì)洪水通過要求的橋面最低高程H=H+=H+0.5+0.86+0.5++minss2w=457.00+0.16+0.81+0.15+0.5+2.70=461.32m按Ⅵ-（1）級(jí)航道航道通航標(biāo)準(zhǔn)，要求的橋面最低高程Ⅵ-（1）級(jí)航道最高通航水位的重現(xiàn)期為5，對(duì)應(yīng)最高通航水位，由p=1/5的流量即Q，計(jì)算相應(yīng)的水H求得H=455.00；通航凈空高度為；通20%20%20%航凈寬為30m。H=H+H+=455.00+6.00+2.70=463.70mmintnM以上計(jì)算結(jié)果表明，通航要求控制橋面高程，橋面最低高程確定為。此沖刷為非性土河床沖，橋下斷面般沖刷后水深h

p按一般沖刷64-2簡(jiǎn)化公式計(jì)算2h=A

B2

1.04

159.98

19.85按一般沖刷64-1公式計(jì)算

pL6154.160.461/6b1/pp0.72pL6154.160.461/6b1/pp0.720.003B10AQhj

hmchc

1.33

12.392.5橋墩局部沖刷深度h橋墩為雙柱墩，墩柱直徑1.40m，查墩形系數(shù)=1.0，

d

0.375d算墩寬B=1.40m。165-2公式行近水；=hp

64.05s起動(dòng)流速

0

0.28m/s，起沖流速0

0.120.12

m/s，f

，為動(dòng)床沖刷。h

0.60

0.60

0.24

0.54

2.7065-2修正公式行近水；p

4.05s起動(dòng)流速

0

0.14

d

=

290.003

100.003

起沖流速

0.645

0.053

3

0.053

m=1.0，B；n

d

h回歸值K=0.46b

H

0.46h0.15

00

19.85

0.003

mh上限值K=0.60bhb

0.60K0.600.15dp

00

n0.60

19.85

0.003

4.05

1.74根據(jù)輸沙平衡原理，當(dāng)流速大于多時(shí)，將出現(xiàn)沖刷坑內(nèi)輸沙平衡，沖刷不0再增加。例中，

4.05/大約為的8倍，沖刷深度還以0.54次方的指數(shù)0函數(shù)增大，與實(shí)橋資料分布趨勢(shì)不同。

值較為適宜。2.6橋墩的最低沖刷線高程

=H=457.00-19.85-1.74=435.41msb2.7橋臺(tái)沖刷根據(jù)地形圖橋位斷面左右岸均有河灘阻擋河灘水流長(zhǎng)度各為=10m阻水較多D沖刷較深。按交通部科技攻關(guān)公式計(jì)算：橋臺(tái)形式采用帶豎直前墻和上下游錐坡，兩岸河灘受阻水流弗汝徳系數(shù)：Fr

2

0.067兩岸分別阻水面積：hz橋臺(tái)沖刷深度：

2Frs

0.20

z

0.50

0.20

14.9

0.50

0.903.95

2.8橋臺(tái)最低沖刷線高程上式計(jì)算的橋臺(tái)沖刷深度是平均床面高程以下的一般沖刷和局部沖刷總深度。兩岸平均水深h=1.49mt橋臺(tái)最低沖刷線高程H=Hs-h-h=457.00-