09.小桥与涵洞孔径计算101130.ppt

小桥和涵洞孔径计算 第九章 小桥和涵洞孔径计算 第九章 小桥和涵洞孔径计算 第八章 小桥和涵洞孔径计算 第九章 小桥和涵洞孔径计算 9.1 堰流基本理论 9.1 堰流基本理论 9.1 堰流基本理论 9.1 堰流基本理论 9.1 堰流基本理论 9.2 小桥孔径计算 9.2 小桥孔径计算 9.2 小桥孔径计算 9.2 小桥孔径计算 9.2 小桥孔径计算 9.2 小桥孔径计算 9.2 小桥孔径计算 9.2 小桥孔径计算 9.2 小桥孔径计算 9.2 小桥孔径计算 9.2 小桥孔径计算 9.2 小桥孔径计算 9.2 小桥孔径计算 9.2 小桥孔径计算 9.2 小桥孔径计算 9.3 涵洞孔径计算 9.3 涵洞孔径计算 9.3 涵洞孔径计算 9.3 涵洞孔径计算 9.3 涵洞孔径计算 9.3 涵洞孔径计算 9.3 涵洞孔径计算 9.3 涵洞孔径计算 9.3 涵洞孔径计算 9.3 涵洞孔径计算 9.3 涵洞孔径计算 9.3 涵洞孔径计算 9.4 小桥和涵洞进出口处理 二、水流通过涵洞的水力图式 根据涵洞出口是否被下游水面淹没，可分为自由式出流与淹没式出流。实际工程中绝大多数为自由式出流。 按涵洞进水口建筑形式不同与涵前水头高低，水流通过涵洞可分为 无压力式 半压力式 压力式 二、水流通过涵洞的水力图式 1. 无压力式 水流流经全涵洞均保持自由水面 。 进水口（端墙式、八字式、平头式），涵前水深 H≤1.2hT 进水口建筑流线型（喇叭形、太高式），涵前水深 H≤1.4hT 二、水流通过涵洞的水力图式 2. 半压力式 当涵洞得进水口为普通型，且水流充满进口，涵前水深H＞1.2hT （出水口不被淹没） 入口处水流的水位高于洞口上缘，部分洞顶承受水头压力，但收缩断面以后在整个涵洞内都具有自由水面，称为半压力式水流状态。 当工程上采用半压力式涵洞时，涵底纵坡通常用i≥ik。 i＜ik当时，收缩断面以后出现波状水跃，波动的水面与涵顶断续接触，使收缩断面顶部的压强出现真空，水流极不稳定，一般避免采用。 二、水流通过涵洞的水力图式 3. 压力式 当涵洞得进水口为流线型，且水流充满进口，涵前水深H＞1.4hT ，且涵底纵坡i＜iw（摩阻强度），或者下游洞口被淹没时，则整个涵洞的断面都充满水流，称为压力式水流状态。 三、涵洞孔径计算 1. 无压力式涵洞计算 （2）涵前水深H到进口水H′深的降落系数取0.87； 涵前水深 进水口水深 收缩断面水深 涵洞净高 临界水深 （3）收缩断面水深hc=0.9hk，涵前的行进流速v0=0，即H0=H。 （4）涵洞出口处或收缩断面处得最大允许流速vmax规定为： （1）最小净空高度△； 三、涵洞孔径计算 1. 无压力式涵洞计算 无压力式涵洞基本公式： 实际工作中，涵洞的孔径多数按照标准图的水力计算资料采用。在编制这些计算资科时，就采用了上述基本公式、规定和假设。（表9-3-3）。 桥涵水文 Nanjing University of Technology * 南京工业大学 小桥：是为公路跨越小河流、山谷等天然或人工障碍物（人行小道）而建造的构筑物。 涵洞：为宣泄地面水流（包括小河流）而设置的横穿路基的小型排水构筑物。一般孔径较小，形状有管形、箱形及拱形等 。 公路工程技术标准JTG B01-2003 保证“路基”连续； 保证水流畅通； 保证行车无阻。 作用： 影响： 小桥涵影响到公路的造价（15-20%）； 小桥涵影响到公路使用； 小桥涵影响到生产生活。 小桥孔径计算 2 堰流基本理论 3 1 涵洞孔径计算 3 3 小桥和涵洞进出口处理 4 堰：顶部过流的水工建筑物 工程中的坝、桥涵、溢流设备等，其水力特征都与堰相似。它们使上游水位壅高，对水流起侧向收缩和底坎约束的作用。 堰流：无压缓流经堰顶溢流时形成堰上游水位升高而后水面急剧下降的局部水力现象。 无压缓流经小桥涵时水力现象也与堰流类似，堰在纵向压缩了过水断面，小桥涵则在横向压缩了过水断面，局部阻力条件类似。因此，堰流理论也是小桥涵水力计算的基本理论。 如图所示，距堰前缘(3-5)H处的上游水位至堰顶的水深H，称为堰顶水头，又称为堰顶水深。该断面的平均流速，称为行近流速，常用v0表示。按堰壁厚度δ对水流的影响程度，通常将堰分为三种类型： 1．薄壁堰（δ/H＜0.67） 如图a)所示，当（δ/H）＜0.67时，堰壁厚度对过堰水流无影响，水流过堰呈自由下落曲线此称为薄壁堰。 2．实用堰（ 0.67＜（δ/H）＜ 2.5） 堰顶厚度对过堰水流开始有顶托相约束作用，但是过堰水流还是在重力作用下的自由下落运动，