桥梁工程水文计算.doc

2、水文计算 基本资料：桥位于此稳定河段，设计流量，设计水位，河槽流速，河槽流量，河槽宽度，河槽平均水深，天然桥下平均流速,断面平均流速，水面宽度，河岸凹凸岸曲率半径的平均值，桥下河槽最大水深。 2.1桥孔长度 根据我国公路桥梁最小桥孔净长度Lj公式计算。 该桥在稳定河段，查表知K=0.84，n=0.90。有明显的河槽宽度Bc，则有： 换算成平面半径R=1500的圆曲线上最小桥孔净长度为154.23m。 2.2桥孔布置图 根据河床断面形态，将左岸桥台桩号布置在K52+325.00。取4孔40m预应力混凝土T形梁为上部结构；钻孔灌注桩双柱式桥墩，桩径为1.6m，墩径取1.4m；各墩位置和桩号如图1所示；右桥台桩号为K52+485.00；该桥孔布置方案的桥孔净长度为155.80m大于桥孔净长度154.23m，故此桥孔布置方案是合理的。 2.3桥面最低高程 河槽弗汝德系数Fr= 。即，设计流量为缓流。桥前出现壅水而不出现桥墩迎水面的急流冲击高度。 2.3.1桥前壅水高度Z和桥下壅水高度Zq 冲刷前桥下流速= 天然桥下平均流速vom=3.00m/s 自然淤积孔隙率n为0.4，则天然空隙比e取0.67，查表知d50=3mm 冲刷前桥下流速：=m/s 系数Kn= Ky= 桥前最大壅水高度：Z=m 桥下壅水高度取洪水和河床条件为一般情况，则：Zq=Z=0.16m 2.3.2浪高h2 计算风速为21.53m/s，浪程内平均水深取河床平均水深8.60m，汛期顺风向到达桥位断面形成的最大水面风距为1450m。浪高计算如下： = 0.39m。 因/=0.39/8.60=0.047＜0.1，应取KF=2.42，则波浪高度：h2=KF=2.42×0.39=0.94m 按《公路工程水文勘测设计规范》，静水面以上浪高取2/3的波浪高度计0.66h2；另外，波浪在墩前被阻挡时，墩前波浪高度将雍高，近似取雍高值为0.2h2，这样，静水面以上的波浪高度为波浪全高的0.86倍，即0.86h2=0.86×0.94=0.81m。 2.3.3波浪坡面爬高和河岸凹岸超高 桥头路堤和导流堤顶面高程应计入波浪坡面爬高，按式he=KKvR0计算。 桥位在河湾内，桥面最低高程应计入两岸超高的一半，即0.5hw。 hw= m 凹岸对水流中线的超高为 0.5hw = 0.15 m 按设计洪水通过要求的桥面最低高程 Hmin=Hs+= Hs+0.5Z +0.86h2+0.5hw++ =457.00+0.16+0.81+0.15+0.5+2.70=461.32m 按Ⅵ-（1）级航道航道通航标准，要求的桥面最低高程 Ⅵ-（1）级航道最高通航水位的重现期为5年，对应最高通航水位，由p=1/5的流量即Q20%，计算相应的水位H20%求得H20%=455.00；通航净空高度为6.00m；通航净宽为30m。 Hmin=Htn+HM+=455.00+6.00+2.70=463.70m 以上计算结果表明，通航要求控制桥面高程，桥面最低高程确定为463.70m。 2.4此冲刷为非粘性土河床冲刷，桥下断面一般冲刷后水深hp 按一般冲刷64-2简化公式计算 hp= 按一般冲刷64-1公式计算 2.5桥墩局部冲刷深度hb 桥墩为双柱墩，墩柱直径1.40m，查墩形系数表=1.0，计算墩宽B1=1.40m。 65-2公式 行近水流；= 起动流速m/s， 起冲流速m/s， ，为动床冲刷。65-2修正公式 行近水流； 起动流速 = 起冲流速 =1.0，B1=1.40m； hb的回归值 K=0.46 hb的上限值 K=0.60 根据输沙平衡原理，当流速大于很多时，将出现冲刷坑内输沙平衡，冲刷不再增加。 例中，大约为=0.54m/s的8倍，冲刷深度还以0.54次方的指数函数增大，与实桥资料分布趋势不同。 取值较为适宜。 2.6桥墩的最低冲刷线高程 2.7桥台冲刷 根据地形图桥位断面左右岸均有河滩，阻挡河滩水流长度各为LD=10m，阻水较多冲刷较深。按交通部科技攻关公式计算： 桥台形式采用带竖直前墙和上下游锥坡，两岸河滩受阻水流弗汝徳系数： 两岸分别阻水面积： 桥台冲刷深度： 2.8桥台最低冲刷线高程 上式计算的桥台冲刷深度是平均床面高程以下的一般冲刷和局部冲刷总深度。 两岸平均水深ht=1.49m 桥台最低冲刷线高程Hmin=Hs-ht-hs=457.00-1.49-3.95=451.56m 2.9计算结果分析 桥墩最低冲刷线高程为435.41m，桥台最低冲刷线高程为451.56m，表明设计流量通过时，桥下河槽的沉积层将被冲走桥下河滩和河槽冲刷至高程约438.00m。桥台和桥墩埋置深度