Chapter05-大中橋孔徑計(jì)算

1、Chapter 5 大中橋孔徑計(jì)算1.1 橋涵分類橋涵分類分類分類多孔跨徑總長(zhǎng)多孔跨徑總長(zhǎng)L(m)單孔跨徑總長(zhǎng)單孔跨徑總長(zhǎng)L0（m）特大橋特大橋L500L0100大大 橋橋100L50040L0100中中 橋橋30L10020L040小小 橋橋8L308L030涵涵 洞洞L8L08大中橋孔徑計(jì)算大中橋孔徑計(jì)算:據(jù)橋位斷面的設(shè)計(jì)流量和據(jù)橋位斷面的設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)水位，推算橋孔的最小長(zhǎng)度和橋面中設(shè)計(jì)水位，推算橋孔的最小長(zhǎng)度和橋面中心最低高程，為確定橋孔設(shè)計(jì)方案提供依心最低高程，為確定橋孔設(shè)計(jì)方案提供依據(jù)。據(jù)。1.2 大中橋設(shè)計(jì)一般規(guī)定大中橋設(shè)計(jì)一般規(guī)定避免橋前壅水危及農(nóng)田；避免橋前壅水危及農(nóng)田；一般

2、對(duì)橋下河床一般對(duì)橋下河床；橋基應(yīng)選良好地段；橋基應(yīng)選良好地段；不影響通航和其它功能；不影響通航和其它功能；流冰河道應(yīng)考慮流冰、破冰措施；橋梁便于施工維修流冰河道應(yīng)考慮流冰、破冰措施；橋梁便于施工維修和連接工程。和連接工程。2 橋位選擇橋位選擇2.1 一般要求一般要求 服從路線總方向及建橋的特殊要求；橋軸線為直服從路線總方向及建橋的特殊要求；橋軸線為直線或曲率小的平滑曲線，縱坡??；少占農(nóng)田，少拆線或曲率小的平滑曲線，縱坡小；少占農(nóng)田，少拆遷和少淹沒；有利于施工；適應(yīng)國防、經(jīng)濟(jì)開發(fā)等遷和少淹沒；有利于施工；適應(yīng)國防、經(jīng)濟(jì)開發(fā)等需要。需要。橋位橋位:橋梁、引道路堤及調(diào)治構(gòu)筑物三者位置的總稱。橋梁、引

3、道路堤及調(diào)治構(gòu)筑物三者位置的總稱。橋位選擇橋位選擇:選定合理的跨河位置。選定合理的跨河位置。2.2 水文及地形要求水文及地形要求 河床穩(wěn)定；河道順直；避免引道上游形成回流區(qū)；橋河床穩(wěn)定；河道順直；避免引道上游形成回流區(qū)；橋位應(yīng)在支流上流；橋軸線應(yīng)與洪水主流向正交。位應(yīng)在支流上流；橋軸線應(yīng)與洪水主流向正交。應(yīng)考慮應(yīng)考慮河段河段特點(diǎn)：特點(diǎn)： 峽谷性河段峽谷性河段宜單跨；宜單跨；次穩(wěn)定性次穩(wěn)定性河段對(duì)彎曲河段應(yīng)選在主槽與河流總趨勢(shì)一河段對(duì)彎曲河段應(yīng)選在主槽與河流總趨勢(shì)一致的較長(zhǎng)河段；致的較長(zhǎng)河段；變遷性變遷性河段應(yīng)選在兩岸與河槽穩(wěn)定的束狹段或河槽擺河段應(yīng)選在兩岸與河槽穩(wěn)定的束狹段或河槽擺動(dòng)范圍小河段

4、上；動(dòng)范圍小河段上；游蕩性游蕩性河段應(yīng)選在兩岸有固定依托的較長(zhǎng)束狹段上；河段應(yīng)選在兩岸有固定依托的較長(zhǎng)束狹段上；寬灘性寬灘性河段應(yīng)選在河灘地勢(shì)高、河槽穩(wěn)定居中，灘、河段應(yīng)選在河灘地勢(shì)高、河槽穩(wěn)定居中，灘、槽流量比小的河段；槽流量比小的河段；沖積漫灘沖積漫灘性河段應(yīng)選在沖積扇頂部或沖積區(qū)下游，橋性河段應(yīng)選在沖積扇頂部或沖積區(qū)下游，橋軸線與洪水總趨勢(shì)正交。軸線與洪水總趨勢(shì)正交。2.2 水文及地形要求水文及地形要求平原彎曲平原彎曲(婉蜒婉蜒)河段河段：橋位應(yīng)選在河灣逼近河岸處，較穩(wěn)：橋位應(yīng)選在河灣逼近河岸處，較穩(wěn)定的河灣中部，并選擇河床與河槽方向接近平行處跨越定的河灣中部，并選擇河床與河槽方向接近平

5、行處跨越2.2 水文及地形要求水文及地形要求平原游蕩性河段平原游蕩性河段：橋位應(yīng)選在河岸有固定的土丘或岸壩的：橋位應(yīng)選在河岸有固定的土丘或岸壩的天然束窄處，如無法利用時(shí)，應(yīng)結(jié)合治河工程，筑堤束水，天然束窄處，如無法利用時(shí)，應(yīng)結(jié)合治河工程，筑堤束水，穩(wěn)定河道。穩(wěn)定河道。2.2 水文及地形要求水文及地形要求山前區(qū)變遷性河段山前區(qū)變遷性河段：橋位應(yīng)與岸邊正交，考慮多變河汊的：橋位應(yīng)與岸邊正交，考慮多變河汊的位置，必須位置，必須設(shè)置導(dǎo)流、防護(hù)設(shè)施設(shè)置導(dǎo)流、防護(hù)設(shè)施。若有可能，橋位選在上。若有可能，橋位選在上下游河道較窄、岸邊穩(wěn)定處為好。下游河道較窄、岸邊穩(wěn)定處為好。2.2 水文及地形要求水文及地形要求

6、1957年建成的武漢年建成的武漢長(zhǎng)江大橋，橋位選長(zhǎng)江大橋，橋位選在長(zhǎng)江在長(zhǎng)江河道順直河道順直，橋頭在林木繁茂的橋頭在林木繁茂的龜山和蛇山上。該龜山和蛇山上。該橋位橋位河道穩(wěn)定河道穩(wěn)定，正，正橋和引橋都最短，橋和引橋都最短，既能滿足長(zhǎng)江通航既能滿足長(zhǎng)江通航凈空的要求，又避凈空的要求，又避免了兩岸高填土路免了兩岸高填土路堤，同時(shí)，鐵路在堤，同時(shí)，鐵路在山林中通過城市中山林中通過城市中心地帶，消除了對(duì)心地帶，消除了對(duì)城市噪聲污染和景城市噪聲污染和景觀的干擾。觀的干擾。2.2 地質(zhì)要求地質(zhì)要求 應(yīng)選在橋基地質(zhì)條件相對(duì)良好地段，盡量避免斷層、應(yīng)選在橋基地質(zhì)條件相對(duì)良好地段，盡量避免斷層、溶洞、侵蝕性巖類

7、基礎(chǔ)的地段；避免橋頭引道通過不良溶洞、侵蝕性巖類基礎(chǔ)的地段；避免橋頭引道通過不良工程地質(zhì)地段；地震區(qū)還需滿足抗震規(guī)范要求。工程地質(zhì)地段；地震區(qū)還需滿足抗震規(guī)范要求。2.3 航運(yùn)要求航運(yùn)要求 應(yīng)選在順直河段，遠(yuǎn)離淺灘急彎，上游不小于最長(zhǎng)拖應(yīng)選在順直河段，遠(yuǎn)離淺灘急彎，上游不小于最長(zhǎng)拖船隊(duì)或木排長(zhǎng)度的三倍及頂推船隊(duì)的船隊(duì)或木排長(zhǎng)度的三倍及頂推船隊(duì)的4倍，下游相應(yīng)為倍，下游相應(yīng)為1.5倍和倍和2倍。河段航道穩(wěn)定，有足夠的水深，橋軸線與倍。河段航道穩(wěn)定，有足夠的水深，橋軸線與設(shè)計(jì)通航水位時(shí)的航跡線垂直。在流放水排的河段上，設(shè)計(jì)通航水位時(shí)的航跡線垂直。在流放水排的河段上，應(yīng)取碼頭、貯木場(chǎng)或木材編排場(chǎng)的上

8、游。應(yīng)取碼頭、貯木場(chǎng)或木材編排場(chǎng)的上游。2.4 其它要求其它要求3 橋位勘測(cè)橋位勘測(cè)基本內(nèi)容基本內(nèi)容選定橋位選定橋位橋位測(cè)量（總平面圖、橋址地形圖和縱剖面圖）橋位測(cè)量（總平面圖、橋址地形圖和縱剖面圖）水文調(diào)查水文調(diào)查工程地質(zhì)勘測(cè)（查明橋位區(qū)的巖性，構(gòu)造，地基穩(wěn)工程地質(zhì)勘測(cè)（查明橋位區(qū)的巖性，構(gòu)造，地基穩(wěn)定性及不良工程地質(zhì)現(xiàn)象，提供相應(yīng)的設(shè)計(jì)所需參定性及不良工程地質(zhì)現(xiàn)象，提供相應(yīng)的設(shè)計(jì)所需參數(shù)和建議）數(shù)和建議）橋位勘測(cè)橋位勘測(cè):在橋位設(shè)計(jì)前，對(duì)橋位地區(qū)的政治經(jīng)濟(jì)情況、在橋位設(shè)計(jì)前，對(duì)橋位地區(qū)的政治經(jīng)濟(jì)情況、自然地理情況及其它條件作詳細(xì)調(diào)查與測(cè)自然地理情況及其它條件作詳細(xì)調(diào)查與測(cè)量。量。4 大中橋

9、孔徑計(jì)算大中橋孔徑計(jì)算4.1 橋位河段的水流圖式橋位河段的水流圖式 大中橋位段多為緩坡河段，水流因受橋孔壓縮影響，大中橋位段多為緩坡河段，水流因受橋孔壓縮影響，橋前出現(xiàn)橋前出現(xiàn)1型水面曲線；過橋水流多屬型水面曲線；過橋水流多屬堰流性質(zhì)堰流性質(zhì)，即橋，即橋孔中將發(fā)生縱向與側(cè)向收縮，呈淹沒出流與自由出流情孔中將發(fā)生縱向與側(cè)向收縮，呈淹沒出流與自由出流情況。而自由出流條件下，收縮斷面流速大，沖刷力強(qiáng)，況。而自由出流條件下，收縮斷面流速大，沖刷力強(qiáng)，橋孔設(shè)計(jì)除滿足泄流條件外，還需考慮橋孔沖刷因素。橋孔設(shè)計(jì)除滿足泄流條件外，還需考慮橋孔沖刷因素。故大中橋計(jì)算按自由出流情況，且允許橋下有一定的沖故大中橋計(jì)

10、算按自由出流情況，且允許橋下有一定的沖刷。刷。4.1 橋位河段的水流圖式橋位河段的水流圖式 水流自水流自斷面斷面1至斷面至斷面2，因水面壅，因水面壅高，過水面積加大使流速逐漸減少，高，過水面積加大使流速逐漸減少，從上游挾帶的泥沙則慢慢淤積。從上游挾帶的泥沙則慢慢淤積。斷面斷面2至斷面至斷面3，因過水?dāng)嗝鏈p小，因過水?dāng)嗝鏈p小，斷面斷面3（3)處過水面積最小，相應(yīng)流處過水面積最小，相應(yīng)流速最大，出現(xiàn)沖刷。速最大，出現(xiàn)沖刷。斷面斷面3（3）到斷面）到斷面4，則過水?dāng)嗝娴?，則過水?dāng)嗝娴穆謴?fù)，挾沙能力也相應(yīng)恢復(fù)，慢慢恢復(fù)，挾沙能力也相應(yīng)恢復(fù)，達(dá)到新的平衡。達(dá)到新的平衡。壅水曲線壅水曲線：水深沿程變化

11、的：水深沿程變化的水面曲線。水面曲線。4.2 橋孔布置原則橋孔布置原則A）應(yīng)與天然河流斷面流量分配相適應(yīng)。）應(yīng)與天然河流斷面流量分配相適應(yīng)。B）在通航和筏運(yùn)河段，通航孔應(yīng)設(shè)在穩(wěn)定河段。）在通航和筏運(yùn)河段，通航孔應(yīng)設(shè)在穩(wěn)定河段。E）山區(qū)河段：）山區(qū)河段： 峽谷河段橋孔不宜壓縮河槽，宜單孔跨越，橋基峽谷河段橋孔不宜壓縮河槽，宜單孔跨越，橋基置于基巖上；開闊河段容許壓縮河灘，但不容許壓置于基巖上；開闊河段容許壓縮河灘，但不容許壓縮河槽，橋頭河灘路堤應(yīng)盡量與洪水主流正交。縮河槽，橋頭河灘路堤應(yīng)盡量與洪水主流正交。D）有流冰、流木的河段，橋孔宜適當(dāng)放大。）有流冰、流木的河段，橋孔宜適當(dāng)放大。C）主流深泓

12、線上不宜布設(shè)橋墩。）主流深泓線上不宜布設(shè)橋墩。4.2 橋孔布置原則橋孔布置原則F）平原區(qū)河段：）平原區(qū)河段： 順直微彎和蜿蜒河段順直微彎和蜿蜒河段應(yīng)通過河床演變調(diào)查預(yù)測(cè)河灣的發(fā)應(yīng)通過河床演變調(diào)查預(yù)測(cè)河灣的發(fā)展和深泓的擺動(dòng)，考慮河床演變布設(shè)橋孔；展和深泓的擺動(dòng)，考慮河床演變布設(shè)橋孔；分汊河段分汊河段斷斷面流量分配基本穩(wěn)定的可作一河多橋布設(shè)，在灘槽不穩(wěn)面流量分配基本穩(wěn)定的可作一河多橋布設(shè)，在灘槽不穩(wěn)定應(yīng)預(yù)估分配比例來布設(shè)橋孔；定應(yīng)預(yù)估分配比例來布設(shè)橋孔；寬灘河段寬灘河段容許對(duì)河灘作容許對(duì)河灘作較大壓縮，但要考慮壅水影響；較大壓縮，但要考慮壅水影響；游蕩性河段游蕩性河段不宜過多壓不宜過多壓縮河床，結(jié)

13、合當(dāng)?shù)匾?guī)劃修必要調(diào)治工程，在深泓線可能縮河床，結(jié)合當(dāng)?shù)匾?guī)劃修必要調(diào)治工程，在深泓線可能擺動(dòng)范圍內(nèi)均應(yīng)布設(shè)橋孔。擺動(dòng)范圍內(nèi)均應(yīng)布設(shè)橋孔。4.2 橋孔布置原則橋孔布置原則G）山前區(qū)河段：）山前區(qū)河段： 沖積漫流性河段沖積漫流性河段應(yīng)在河流上游狹窄段或下游收縮處跨越；應(yīng)在河流上游狹窄段或下游收縮處跨越；山區(qū)變遷性河段山區(qū)變遷性河段容許較大壓縮河灘，但需輔以調(diào)治構(gòu)筑容許較大壓縮河灘，但需輔以調(diào)治構(gòu)筑物，橋軸線與河岸或洪水總趨勢(shì)正交，河灘內(nèi)不宜設(shè)小物，橋軸線與河岸或洪水總趨勢(shì)正交，河灘內(nèi)不宜設(shè)小橋或涵洞。橋或涵洞。4.3 橋孔長(zhǎng)度計(jì)算橋孔長(zhǎng)度計(jì)算橋孔長(zhǎng)橋孔長(zhǎng)L：設(shè)計(jì)水位下，兩橋臺(tái)前緣之間的水面寬度。：設(shè)

14、計(jì)水位下，兩橋臺(tái)前緣之間的水面寬度。橋孔凈長(zhǎng)橋孔凈長(zhǎng)Lj：橋長(zhǎng)扣除全部橋墩厚度后的長(zhǎng)度。：橋長(zhǎng)扣除全部橋墩厚度后的長(zhǎng)度。凈跨徑凈跨徑lj：在設(shè)計(jì)水位下，相鄰橋梁墩臺(tái)間的距離，：在設(shè)計(jì)水位下，相鄰橋梁墩臺(tái)間的距離，總總跨徑跨徑等于多孔凈跨之和。等于多孔凈跨之和。橋孔最小凈長(zhǎng)橋孔最小凈長(zhǎng)Lj：指在給定的水文河河床條件下，安：指在給定的水文河河床條件下，安全通過設(shè)計(jì)洪水流量所必需的最小橋孔凈長(zhǎng)度。全通過設(shè)計(jì)洪水流量所必需的最小橋孔凈長(zhǎng)度。4.3 橋孔長(zhǎng)度計(jì)算橋孔長(zhǎng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)跨徑標(biāo)準(zhǔn)跨徑：對(duì)設(shè)支座橋梁（梁式橋、板式橋），指：對(duì)設(shè)支座橋梁（梁式橋、板式橋），指支座支座中心間的水平距離中心間的水平距離。對(duì)

15、不設(shè)支座橋梁（拱式。對(duì)不設(shè)支座橋梁（拱式橋、鋼構(gòu)橋），指上下部結(jié)構(gòu)的相交面之中橋、鋼構(gòu)橋），指上下部結(jié)構(gòu)的相交面之中心間的水平距離。心間的水平距離。標(biāo)準(zhǔn)跨徑標(biāo)準(zhǔn)跨徑有有:0.75,1.0,1.25,1.5,2.0,2.5,3.0, 4.0, 5.0,6.0,8.0,10,13,16,20,25,30,35,40,45,50,60橋孔計(jì)算方法橋孔計(jì)算方法：沖刷系數(shù)法和經(jīng)驗(yàn)公式法：沖刷系數(shù)法和經(jīng)驗(yàn)公式法Ax：沖刷：沖刷前前由墩臺(tái)側(cè)面渦流（立軸輻流）形成滯水區(qū)所阻斷的過水面由墩臺(tái)側(cè)面渦流（立軸輻流）形成滯水區(qū)所阻斷的過水面積。積。Ad：沖刷：沖刷前前橋墩、橋臺(tái)所占的橋下過水面積。橋墩、橋臺(tái)所占的橋下

16、過水面積。Ay：沖刷：沖刷前前橋下實(shí)際的過水面積（橋下實(shí)際的過水面積（有效有效過水面積）。過水面積）。Aq：沖刷：沖刷前前橋下橋下毛毛過水面積（設(shè)計(jì)水位下沖刷前兩橋臺(tái)間的總面積）。過水面積（設(shè)計(jì)水位下沖刷前兩橋臺(tái)間的總面積）。Ay：沖刷：沖刷前前橋下實(shí)際的過水面積（橋下實(shí)際的過水面積（有效有效過水面積）。過水面積）。Aj：沖刷：沖刷前前橋下橋下毛毛過水面積扣除橋墩、橋臺(tái)的阻水面積后的過水面過水面積扣除橋墩、橋臺(tái)的阻水面積后的過水面積（積（凈過水面積凈過水面積）。）。Ad：沖刷：沖刷前前橋墩、橋臺(tái)所占的橋下過水面積。橋墩、橋臺(tái)所占的橋下過水面積。：墩臺(tái)阻水引起橋下過水面積的折減系數(shù)。：墩臺(tái)阻水引

17、起橋下過水面積的折減系數(shù)。 對(duì)寬淺性河流，若兩墩中心線間距離（跨徑）為對(duì)寬淺性河流，若兩墩中心線間距離（跨徑）為L(zhǎng)0，墩厚為，墩厚為d：墩臺(tái)側(cè)面因漩渦形成滯留區(qū)而減少過水面積的折減：墩臺(tái)側(cè)面因漩渦形成滯留區(qū)而減少過水面積的折減系數(shù)。系數(shù)。橋墩水流側(cè)向壓縮系數(shù)橋墩水流側(cè)向壓縮系數(shù)a） 沖刷系數(shù)法沖刷系數(shù)法沖刷系數(shù)沖刷系數(shù)：橋下河床沖刷后過水面積：橋下河床沖刷后過水面積A沖后沖后與沖刷前過與沖刷前過水面積水面積A沖前沖前之比值。之比值。 1875年，年，別列柳伯斯基假定：當(dāng)橋下斷面平均流速別列柳伯斯基假定：當(dāng)橋下斷面平均流速等于天然河槽斷面平均流速時(shí)，橋下沖刷將隨之停止。等于天然河槽斷面平均流速時(shí)

18、，橋下沖刷將隨之停止。a） 沖刷系數(shù)法沖刷系數(shù)法則則Ay：沖刷：沖刷前前橋下實(shí)際的過水面橋下實(shí)際的過水面積（積（有效有效過水面積）。過水面積）。Aj：沖刷：沖刷前前橋下橋下毛毛過水面積扣除橋過水面積扣除橋墩、橋臺(tái)的阻水面積后的過水面墩、橋臺(tái)的阻水面積后的過水面積（積（凈過水面積凈過水面積）。）。Ad：沖刷：沖刷前前橋墩、橋臺(tái)所占橋墩、橋臺(tái)所占的橋下過水面積。的橋下過水面積。Aq：沖刷：沖刷前前橋下橋下毛過水面積毛過水面積（設(shè)計(jì)水位（設(shè)計(jì)水位下沖刷前兩橋臺(tái)間的總面積）。下沖刷前兩橋臺(tái)間的總面積）。a） 沖刷系數(shù)法沖刷系數(shù)法計(jì)算法計(jì)算法:在實(shí)測(cè)橋位斷面圖上布設(shè)橋孔方案；計(jì)算設(shè)計(jì)水在實(shí)測(cè)橋位斷面圖上

19、布設(shè)橋孔方案；計(jì)算設(shè)計(jì)水位下所取方案的毛過水面積位下所取方案的毛過水面積Aqx（或凈過水面積（或凈過水面積Ajx）；）；取取AqxAq（略大于）且（略大于）且水面寬度最小水面寬度最小的布設(shè)方案為采用的布設(shè)方案為采用方案，則所的最小水面寬度即為所求橋長(zhǎng)；綜合其它要求，方案，則所的最小水面寬度即為所求橋長(zhǎng)；綜合其它要求，按標(biāo)準(zhǔn)跨徑劃分橋孔長(zhǎng)度、布設(shè)橋孔孔數(shù)。按標(biāo)準(zhǔn)跨徑劃分橋孔長(zhǎng)度、布設(shè)橋孔孔數(shù)。Aj：沖刷：沖刷前前橋下橋下毛毛過水面積扣除橋墩、橋臺(tái)的阻水面積后過水面積扣除橋墩、橋臺(tái)的阻水面積后的過水面積（凈水面積）。的過水面積（凈水面積）。Aq：沖刷：沖刷前前橋下橋下毛毛過水面積（設(shè)計(jì)水位過水面積

20、（設(shè)計(jì)水位下沖刷前兩橋臺(tái)間的總面積）。下沖刷前兩橋臺(tái)間的總面積）。Example 已 知 設(shè) 計(jì) 洪 峰 流 量已 知 設(shè) 計(jì) 洪 峰 流 量 Qp 3500m3/s， 設(shè) 計(jì) 水 位， 設(shè) 計(jì) 水 位Hp=63.65m;河槽流量河槽流量Qc=3190m3/s,過水面積過水面積Ac=1030m2;河灘流量河灘流量Qt=310m3/s,過水面積過水面積At=310m2;橋軸線與流向橋軸線與流向正交，若采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋跨此河道，標(biāo)正交，若采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋跨此河道，標(biāo)準(zhǔn)跨徑準(zhǔn)跨徑L0=30m，橋墩寬，橋墩寬d=1m,沖刷系數(shù)沖刷系數(shù)P取取1.2,試求橋孔試求橋孔長(zhǎng)度長(zhǎng)度L。E

21、xample 已知設(shè)計(jì)水位已知設(shè)計(jì)水位Hp=63.65m，比降比降J0.00035，河槽河槽c=0.25, 河灘河灘t=0.05,若橋軸線與流向正交，若采用預(yù)應(yīng)若橋軸線與流向正交，若采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋跨此河道，標(biāo)準(zhǔn)跨徑力鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋跨此河道，標(biāo)準(zhǔn)跨徑L0=30m，橋墩寬橋墩寬d=1m,沖刷系數(shù)沖刷系數(shù)P取取1.2,試求橋孔長(zhǎng)度試求橋孔長(zhǎng)度L。則則解：解：橋下最小的毛過水面橋下最小的毛過水面積積Aq計(jì)算計(jì)算Example橋墩水流側(cè)向壓縮系數(shù)橋墩水流側(cè)向壓縮系數(shù)橋墩阻水引起的過水面積折減系數(shù)橋墩阻水引起的過水面積折減系數(shù)繪制水面寬度與過水面積累積曲線繪制水面寬度與過水面積累積曲線橋

22、長(zhǎng)橋長(zhǎng)L計(jì)算計(jì)算將兩岸橋臺(tái)前緣置于樁號(hào)將兩岸橋臺(tái)前緣置于樁號(hào)730.07與與611.07間，得間，得Aqx1053m2Aqb） 經(jīng)驗(yàn)公式法經(jīng)驗(yàn)公式法公路橋位勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范公路橋位勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范穩(wěn)定和次穩(wěn)定及寬灘性河段（單寬流量公式）穩(wěn)定和次穩(wěn)定及寬灘性河段（單寬流量公式） 穩(wěn)定、次穩(wěn)定及不穩(wěn)定河段（灘槽可分）穩(wěn)定、次穩(wěn)定及不穩(wěn)定河段（灘槽可分）（河槽寬度公（河槽寬度公式）式）灘槽可分的變遷性、游蕩性河段灘槽可分的變遷性、游蕩性河段（輸沙平衡公式）（輸沙平衡公式）灘槽灘槽難難分的不穩(wěn)定河段分的不穩(wěn)定河段（基本河寬公式）（基本河寬公式）灘槽灘槽難難分的變遷性、游蕩性河段分的變遷性、游蕩性河段則則解：解

23、：按單寬流量公式計(jì)算按單寬流量公式計(jì)算Example 某橋跨越次穩(wěn)定河段，設(shè)計(jì)流量某橋跨越次穩(wěn)定河段，設(shè)計(jì)流量Qp8470m3/s，河槽，河槽流量流量Qc=8060m3/s,河床全寬河床全寬Bc=300m;設(shè)計(jì)水位下河槽平設(shè)計(jì)水位下河槽平均水深為均水深為6.4m,河灘平均水深為河灘平均水深為3.5m,試求橋孔凈長(zhǎng)。試求橋孔凈長(zhǎng)。4.4 橋面標(biāo)高計(jì)算橋面標(biāo)高計(jì)算橋面標(biāo)高橋面標(biāo)高：橋面中心線上最低點(diǎn)的標(biāo)高。：橋面中心線上最低點(diǎn)的標(biāo)高。非通航河流非通航河流4.4 橋面標(biāo)高計(jì)算橋面標(biāo)高計(jì)算橋面標(biāo)高橋面標(biāo)高：橋面中心線上最低點(diǎn)的標(biāo)高。：橋面中心線上最低點(diǎn)的標(biāo)高。通航河流通航河流hh計(jì)算計(jì)算a)a)壅水高

24、度壅水高度天然水面以上壅起的水流高度。天然水面以上壅起的水流高度。 在無導(dǎo)流堤時(shí)，最大壅水高度大約位于橋位中心線在無導(dǎo)流堤時(shí)，最大壅水高度大約位于橋位中心線上游一個(gè)橋孔長(zhǎng)度處。上游一個(gè)橋孔長(zhǎng)度處。 在在有有導(dǎo)流堤時(shí)，最大壅水高度大約位于導(dǎo)流堤的上導(dǎo)流堤時(shí)，最大壅水高度大約位于導(dǎo)流堤的上游壩端附近。游壩端附近。 計(jì)算公式有計(jì)算公式有三種三種。hh計(jì)算計(jì)算a)a)壅水高度壅水高度橋前橋前最大壅水高度最大壅水高度水流阻力系數(shù)表河灘路堤阻斷流量與設(shè)計(jì)流量的比值（）500.050.070.100.15橋下平均流速橋下平均流速土質(zhì)土壤類型橋下平均流速松軟土淤泥、細(xì)砂、淤泥質(zhì)亞粘土中等土粗砂、礫石、小卵石、

25、亞粘土和粘土密實(shí)土大卵石、大漂石壅水曲線壅水曲線任一斷面壅水高度任一斷面壅水高度ZZ橋下橋下壅水高度壅水高度1) 1) 一般取一般取橋前最大壅水高度的一半橋前最大壅水高度的一半；2) 2) 山區(qū)和半山區(qū)河流取橋前山區(qū)和半山區(qū)河流取橋前最大值最大值；3) 3) 平原河流取平原河流取0 0。波浪高度波浪高度波浪高度波浪高度：相鄰波峰與波谷間的垂直距離。：相鄰波峰與波谷間的垂直距離。波浪高度在計(jì)算橋面標(biāo)高時(shí)通常計(jì)波浪高度在計(jì)算橋面標(biāo)高時(shí)通常計(jì)。波浪長(zhǎng)度波浪長(zhǎng)度：相鄰兩個(gè)波峰（波谷）間的水平距離。：相鄰兩個(gè)波峰（波谷）間的水平距離。浪程（風(fēng)距）浪程（風(fēng)距）：相波浪傳播的。：相波浪傳播的。b)b)波浪波

26、浪波浪高度波浪高度雙曲正切函數(shù)雙曲正切函數(shù) hyperbolic tangenthyperbolic tangentb)波浪波浪侵襲高度：波浪沿斜面的爬高。侵襲高度：波浪沿斜面的爬高。波射線波射線：波浪推進(jìn)的路線：波浪推進(jìn)的路線。河灘路堤河灘路堤或?qū)Щ驅(qū)Я鞯谈叱蹋毫鞯谈叱蹋航猓航猓篫計(jì)算計(jì)算Example 已知設(shè)計(jì)流量已知設(shè)計(jì)流量Qp2457m3/s，按沖刷系數(shù)法得橋下實(shí)有，按沖刷系數(shù)法得橋下實(shí)有過水面積過水面積A=578m2;河灘路堤阻斷得河灘過水面積河灘路堤阻斷得河灘過水面積Atn=255m2，河灘流速，河灘流速tn=1.12m/s,橋墩面積折減系數(shù)橋墩面積折減系數(shù)=0.04,河床土質(zhì)中等

27、密實(shí)土壤，浪程河床土質(zhì)中等密實(shí)土壤，浪程D=0.5km,河灣汛期沿浪程方河灣汛期沿浪程方向風(fēng)速向風(fēng)速w=12m/s,平均水深為平均水深為7m，平均泛濫寬度，平均泛濫寬度B=130m,有有效浪程系數(shù)效浪程系數(shù)KD=0.6,引道邊坡系數(shù)引道邊坡系數(shù)m=1.5,橋前最大壅水高度橋前最大壅水高度要求不超過要求不超過1m，試求：橋下水面升高值，試求：橋下水面升高值h，檢查橋孔是，檢查橋孔是否可滿足橋前最大壅水高度限制。否可滿足橋前最大壅水高度限制。查表查表510可知，可知，橋下平均流速橋下平均流速計(jì)算公式為：計(jì)算公式為：天然狀態(tài)下橋下全斷面平均流速天然狀態(tài)下橋下全斷面平均流速河槽平均流速河槽平均流速則橋

28、前則橋前最大最大壅水高度為壅水高度為橋下壅水高度為橋下壅水高度為故橋孔設(shè)計(jì)符合最大壅水高度要求。故橋孔設(shè)計(jì)符合最大壅水高度要求。查表查表511，12，13得得KA=0.75，KV=1.2，Ke=2.52h計(jì)算計(jì)算波浪高度波浪高度 已知某橋位斷面及地質(zhì)鉆孔資料如下圖所示，橋位河段已知某橋位斷面及地質(zhì)鉆孔資料如下圖所示，橋位河段屬山區(qū)開闊河段，設(shè)計(jì)水位位屬山區(qū)開闊河段，設(shè)計(jì)水位位997.061m997.061m，設(shè)計(jì)流量，設(shè)計(jì)流量QQp p 2 0 7 4 m2 0 7 4 m3 3/ s/ s ， 河 床 比 降 為， 河 床 比 降 為 0 . 0 0 50 . 0 0 5 , , 平 灘 水

29、 位 為平 灘 水 位 為994.828m994.828m, ,灘槽分界點(diǎn)里程樁號(hào)為灘槽分界點(diǎn)里程樁號(hào)為K118K118565.3m565.3m和和K118K118660m660m，河槽糙率系數(shù)，河槽糙率系數(shù)1/n1/nc c3535，河灘糙率系數(shù)，河灘糙率系數(shù)1/n1/nt t=25=25, ,河床土層分界點(diǎn)標(biāo)高為河床土層分界點(diǎn)標(biāo)高為990m,982m,978m990m,982m,978m，水流與橋位正交。通過風(fēng)向、風(fēng)速觀測(cè)資料分析整理，并水流與橋位正交。通過風(fēng)向、風(fēng)速觀測(cè)資料分析整理，并結(jié)合河段的水域地形，計(jì)算所得浪程為結(jié)合河段的水域地形，計(jì)算所得浪程為600m600m, ,沿浪程的平沿浪

30、程的平均水深為均水深為2.81m2.81m，風(fēng)速為，風(fēng)速為30m/s30m/s。試確定橋孔長(zhǎng)度和橋。試確定橋孔長(zhǎng)度和橋面標(biāo)高。面標(biāo)高。ExampleExample解：解：1 1）基本數(shù)據(jù)計(jì)算）基本數(shù)據(jù)計(jì)算橋位斷面可分為三部分：橋位斷面可分為三部分：左河灘（左河灘（K118+560.7K118+560.7565.3)565.3)、河槽（、河槽（K118+565.3K118+565.3 660）、右河灘）、右河灘（K118+660K118+660668.8)668.8)ExampleExample橋孔長(zhǎng)度計(jì)算橋孔長(zhǎng)度計(jì)算此是橋下宣泄設(shè)計(jì)洪水所需要的最小孔徑。此是橋下宣泄設(shè)計(jì)洪水所需要的最小孔徑。全

31、斷面設(shè)計(jì)流量全斷面設(shè)計(jì)流量a）經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算）經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算該橋位河段屬山區(qū)開闊河段，故該橋位河段屬山區(qū)開闊河段，故b）沖刷系數(shù)計(jì)算）沖刷系數(shù)計(jì)算 初步擬定上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁，等初步擬定上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁，等跨布置跨徑跨布置跨徑30m，下部結(jié)構(gòu)采用雙柱式橋墩，假定，下部結(jié)構(gòu)采用雙柱式橋墩，假定墩徑為墩徑為1.3m。 查表查表51得得P=1.25,查表查表52，得橋墩側(cè)向壓縮系，得橋墩側(cè)向壓縮系數(shù)數(shù)0.95。河槽的天然平均流速河槽的天然平均流速c作為設(shè)計(jì)流速作為設(shè)計(jì)流速s。則橋下毛過。則橋下毛過水面積水面積Aqjb b）沖刷系數(shù)計(jì)算）沖刷系數(shù)計(jì)算 擬定將左岸擬定將左岸0 0號(hào)橋臺(tái)前緣置于歷程號(hào)橋臺(tái)前緣置于歷程KK118118560m560m處，采用處，采用4 4跨，跨徑跨，跨徑3030mm，依次向右布置，依次向右布置，4 4號(hào)橋臺(tái)前緣號(hào)橋臺(tái)前緣置于歷程置于歷程K118+K118+580m580m, ,其橋孔凈長(zhǎng)其橋孔凈長(zhǎng)L Lj j30304