橋梁工程水文計算

/2、水文計算基本資料：橋位于此穩(wěn)定河段，設(shè)計流量，設(shè)計水位，河槽流速，河槽流量，河槽寬度，河槽平均水深，自然橋下平均流速,斷面平均流速，水面寬度，河岸凹凸岸曲率半徑的平均值，橋下河槽最大水深。2.1橋孔長度依據(jù)我國公路橋梁最小橋孔凈長度Lj公式計算。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：換算成平面半徑R=1500的圓曲線上最小橋孔凈長度為154.23m。2.2橋孔布置圖依據(jù)河床斷面形態(tài)，將左岸橋臺樁號布置在K52+325.00。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1.6m，墩徑取1.4m；各墩位置和樁號如圖1所示；右橋臺樁號為K52+485.00；該橋孔布置方案的橋孔凈長度為155.80m大于橋孔凈長度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=。即，設(shè)計流量為緩流。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橋前壅水高度Z和橋下壅水高度Zq沖刷前橋下流速=自然橋下平均流速vom=3.00m/s自然淤積孔隙率n為0.4，則自然空隙比e取0.67，查表知d50=3mm沖刷前橋下流速：=m/s系數(shù)Kn=Ky=橋前最大壅水高度：Z=m橋下壅水高度取洪水和河床條件為一般狀況，則：Zq=Z=0.16m浪高h2計算風(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)向到達橋位斷面形成的最大水面風(fēng)距為1450m。浪高計算如下：=0.39m。因/=0.39/8.60=0.047＜0.1，應(yīng)取KF=2.42，則波浪高度：h2=KF=2.42×0.39=0.94m按《公路工程水文勘測設(shè)計規(guī)范》，靜水面以上浪高取2/3的波浪高度計0.66h2；另外，波浪在墩前被阻擋時，墩前波浪高度將雍高，近似取雍高值為0.2h2，這樣，靜水面以上的波浪高度為波浪全高的0.86倍，即0.86h2=0.86×0.94=0.81m。波浪坡面爬高和河岸凹岸超高橋頭路堤和導(dǎo)流堤頂面高程應(yīng)計入波浪坡面爬高，按式he=KKvR0計算。橋位在河灣內(nèi)，橋面最低高程應(yīng)計入兩岸超高的一半，即0.5hw。hw=m凹岸對水流中線的超高為0.5hw=0.15m按設(shè)計洪水通過要求的橋面最低高程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）級航道航道通航標(biāo)準(zhǔn)，要求的橋面最低高程Ⅵ-（1）級航道最高通航水位的重現(xiàn)期為5年，對應(yīng)最高通航水位，由p=1/5的流量即Q20%，計算相應(yīng)的水位H20%求得H20%=455.00；通航凈空高度為6.00m；通航凈寬為30m。Hmin=Htn+HM+=455.00+6.00+2.70=463.70m以上計算結(jié)果表明，通航要求限制橋面高程，橋面最低高程確定為463.70m。2.4此沖刷為非粘性土河床沖刷，橋下斷面一般沖刷后水深hp按一般沖刷64-2簡化公式計算hp=按一般沖刷64-1公式計算2.5橋墩局部沖刷深度hb橋墩為雙柱墩，墩柱直徑1.40m，查墩形系數(shù)表=1.0，計算墩寬B1=1.40m。65-2公式行近水流；=起動流速m/s，起沖流速m/s，，為動床沖刷。65-2修正公式行近水流；起動流速=起沖流速=1.0，B1=1.40m；hb的回來值K=0.46hb的上限值K=0.60依據(jù)輸沙平衡原理，當(dāng)流速大于很多時，將出現(xiàn)沖刷坑內(nèi)輸沙平衡，沖刷不再增加。例中，大約為=0.54m/s的8倍，沖刷深度還以0.54次方的指數(shù)函數(shù)增大，和實橋資料分布趨勢不同。取值較為適宜。2.6橋墩的最低沖刷線高程2.7橋臺沖刷依據(jù)地形圖橋位斷面左右岸均有河灘，阻擋河灘水流長度各為LD=10m，阻水較多沖刷較深。按交通部科技攻關(guān)公式計算：橋臺形式接受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)：兩岸分別阻水面積：橋臺沖刷深度：2.8橋臺最低沖刷線高程上式計算的橋臺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ht=1.49m橋臺最低沖刷線高程Hmin=Hs-ht-hs=457.00-1.49-3.95=451.56m2.9計算結(jié)果分析橋墩最低沖刷線高程為435.41m，橋臺最低沖刷線高程為451.56m，表