桥涵水文大中桥孔径计算.ppt

二、用桥孔净长度经验公式计算 注意事项： ①由公式计算的为桥孔最小净长度，实际桥孔长度为算出最小桥孔净长度在加上所有桥墩的宽带； ②计算所得最小桥孔净长度为水流与桥轴正交时的长度，如为斜桥，则应换算为斜桥轴线方向的长度。 第二十九页，共五十二页，2022年，8月28日 1、对于有明显河槽的各类河段 Lj—最小桥孔净长度； Qs—设计洪水流量； Qc—设计洪水的河槽流量； Bc—河槽宽度； K、n—反映河床稳定性系数和指数，见表6-2-1. 第三十页，共五十二页，2022年，8月28日 表6-2-1 K、n值表 河段类型 K n 开阔、顺直微弯等稳定性河段 0.84 0.9 分汊、弯曲、宽滩等次稳定性河段 0.95 0.87 滩、槽可分的不稳定河段 0.69 1.59 第三十一页，共五十二页，2022年，8月28日 2、对于无明显河槽的变迁性、游荡性河段 河槽宽度Bc为选定桥孔长度的重要参数。对滩槽难分的地区，通过对我国新疆、青海、内蒙、河北等地实桥调查资料，多元逐步回归分析得到河床宽B0与多年洪水平均流量Q和河床平均粒径d存在下列关系： 第三十二页，共五十二页，2022年，8月28日 引入一个与设计洪水频率p(%)相关的系数Cp，取最小桥孔净长度Lj为： Lj=Cp·B0 有： 其中： 第三十三页，共五十二页，2022年，8月28日 桥面高程指桥面中心线上最低点的高程。 必须满足桥下通过设计洪水、流冰、流木和通航的要求。 一、引起桥下水位升高的因素 引起桥下水位升高的因素有壅水、波浪、水拱、河湾凹岸水面超高以及河床淤积等。 1、壅水 建桥后，天然水流受到桥孔压缩，桥梁上游形成壅水，天然水面（正常水深）以上被壅起的高度，称为壅水高度。 第三节 桥面高程 第三十四页，共五十二页，2022年，8月28日 （1）桥前最大壅水高度△z 《公路工程水文勘测设计指南》推荐用计算桥前最大壅水计算公式为： 第三十五页，共五十二页，2022年，8月28日 （2）桥下壅水高度△z’ 桥下壅水高度△z’是指桥下断面处的壅水高度，可以参照洪水情势和土质易冲程度按表6-3-2取值。 序号 洪水和河床土质条件 △z’取值 1 一般情况 1/2 △z 2 洪水暴涨暴落，土质坚硬，不易冲刷时 △z 3 洪水涨落缓慢，土壤松软，易冲刷时 不计 表6-3-2桥下壅水高度△z’取值 第三十六页，共五十二页，2022年，8月28日 （3）壅水曲线 最大壅水断面下游的水面壅水曲线，对于缓坡河流为a1型壅水曲线，在桥位设计中，可看做二次抛物线进行计算，壅水曲线全长L和任意断面A处壅水高度△zA可按下式近似计算： i—河床比降； LA—任意断面A至最大壅水断面的距离。 第三十七页，共五十二页，2022年，8月28日 第一页，共五十二页，2022年，8月28日 第6章 大中桥孔径计算 根据桥位断面的设计流量和设计水位，推算需要的桥孔最小长度和桥面中心最低高程，确定桥孔设计方案。 计算依据：建桥前后桥位河段内水流和泥沙运动的客观规律。 目前孔径计算方法，都是建立在某种假设和实验的基础上，具有经验性，有待改进…. 第二页，共五十二页，2022年，8月28日 一、桥位河段的水流图式 由于泥沙运动的复杂性，在假设和实验的基础上只建立了缓流河段（弗汝德数Fr＜1）的简化水流图式。 弗汝德数(Fr) Froude mumber ：流体内惯性力与重力的比值。 用佛汝德数来判别明渠水流的流态： 　　 当 Fr＜1，水流为缓流； 　　 Fr=1，水流为临界流； 　　 Fr＞1，水流为急流。 第一节 桥位河段水流图式和桥孔布设 第三页，共五十二页，2022年，8月28日 桥孔对水流的压缩，从桥位上游相当远处的断面①起，水面就开始壅高： 无导流堤在桥位上游大约一个桥孔长度L处的断面②达到最大壅水高度△z。 水流接近桥孔时，急剧收缩而呈“漏斗”状，无导流堤时直到桥位下游附近的③’（有导流堤时则到桥位中线断面③），水面最窄，流速最大，形成桥位河段的颈口，称为收缩断面。 收缩断面下游，水流逐渐扩散，到断面④才恢复天然状态。 第四页，共五十二页，2022年，8月28日 第五页，共五十二页，2022年，8月28日 二、桥孔布置原则 ①必须保证设计洪水以内的各级洪水和泥沙安全通过，并满足通航、流冰、流木及其他漂浮物安全通过的要求； ②应适应各类河流的特性及演变特点，避免河床产生不利变形，且做到经济合理。各类河段的特性及河床演变特点见表6-1-1； ③建桥后的桥前壅水，不得对两岸河堤、农田、村镇造成威胁，在平原地区尤为重要，往往以桥前壅水的允许高度作为桥孔长度的控制因素。 第六页，共五十二页，2022年，8月28日 ④应考虑桥位上下游已建或拟建的水利工