桥涵孔径设计

第五章 桥涵孔径设计 第 一 节 桥 孔 长 度一 、 桥 渡 分 类 及 桥 位 选 择二 、 桥 位 河 段 水 流 状 况 和 桥 孔 布 置 原 则1. 桥 位 河 段 水 流 状 况 分 析壅 水 段 收 缩 段 扩 散 段 2. 桥 孔 布 置 原 则 桥 孔 的 位 置 和 大 小 应 与 天 然 断 面 的 流 量 分 配相 适 应 ， 满 足 泄 洪 排 沙 的 要 求 ， 保 证 桥 头 陆 堤不 致 溃 决 。滩 槽 的 稳 定 性 、 河 床 变 形 、 流 量 分 布 、 通 航 等 。山 区 河 流 、 平 原 河 流 、 山 前 河 流 。 三 、 桥 孔 长 度 计 算 1.冲 刷 系 数 法 相 应 与 设 计 水 位 时 两 桥 台 前 缘 之 间 的 水 面宽 度 （ L） 。 扣 除 全 部 桥 墩 宽 度 后 的 长 度 ， 为桥 孔 净 长 （ Lj)。 g 冲 刷 前桥 下 毛 过 水 面 积 。 j 冲 刷 前 桥 下净 过 水 面 积通 过 过 水 面 积 与 桥长 关 系 曲 线 确 定 桥孔 长 度 。 根 据 水 流 连 续 方 程 ， 引 入 侧 收 缩 系 数 ， 得 ：引 入 过 水 断 面 折 减 系 数 ， 得当 桥 位 与 水 流 斜 交 时 ， 得 根 据 桥 址 断 面 过 水 面 积 与 桥 长 关 系 曲 线 ， 确定 桥 孔 长 度 spj PVQ spg PVQ )1( cos)1( spg PVQ 2. 经 验 公 式 法（ 1） 单 宽 流 量 公 式 主 要 考 虑 桥 下 河 床 单 宽 流 量 的 重 新 分 布 建 立的 公 式 。 适 用 于 稳 定 、 次 稳 定 和 宽 滩 河 段 。 ： 水 流 压 缩 系 数 。 cpj qQL （2） 输 沙 平 衡 公 式 主 要 考 虑 断 面 总 输 沙 平 衡 建 立 的 公 式 。 适 用 于 滩、 槽 可 分 的 变 迁 、 游 荡 性 河 段 。（ 3） 基 本 河 宽 公 式 适 用 于 不 能 划 分 出 滩 、 槽 的 变 迁 、 游 荡 性 河 段 。 3. 标 准 跨 径 的 选 择 8.02.03.1 cccpj BhQQkL 25.0 5.00 JQkAkBL pj 二 、 桥 面 标 高 桥 面 中 心 线 上 最 低 点 的 标 高 ， 称 桥 面 标 高 。1. 桥 面 标 高 计 算（ 1） 非 通 航 河 段 jD hhhZZ 0min （ 2） 通 航 河 段 Dmm hhZZ min 2. 各 类 水 面 升 高 值 计 算 （ 1） 桥 前 壅 水 曲 线 与 桥 下 壅 水 高h1 缓 坡 河 流 ， 桥 前 壅 水 曲 线 一 般 可 近 似 看 做二 次 抛 物 线 。 JhL ym 2 yyAA hhJLh 221 （ 2） 桥 高 冲 高 h2 急 流 时 ， 墩 前 水 流 突 然 冲 高 。 gVh gd 2322956 202 （ 3） 桥 位 处 波 浪 高 度 hL（ 4） 路 堤 边 坡 处 波 浪 爬 高 ： 确 定 河 滩 路 堤 或 导流 堤 顶 高 程 时 ， 应 计 入 这 一 高 度 。波 浪 斜 向 侵 袭 修 正 ： 7.02 45.027.022 /7.013.0 /0018.07.0299.0 Vhgth VgDthVhgthgVhL LVAe hRKKh 0 ee hh 3sin21 （ 5） 河 弯 超 高由 于 离 心 力 作 用 ， 使 弯 度 凹 岸 水 位 升 高 。 凹 岸 水位 与 凸 岸 水 位 之 差 称 河 弯 超 高 。（ 6） 河 床 淤 积 gRBVhw 2 (1)基 本 数 据 计 算 各 单 元 面 积 河 槽 过 水 面 积 河 滩 过 水 面 积 天 然 情 况 下 河 槽 设 计 流 量 天 然 情 况 下 河 滩 设 计 流 量 河 床 断 面 平 均 流 速 水 面 宽 河 槽 宽 河 床 断 面 平 均 水 深 （ 2） 桥 孔 长 度 计 算 1） 经 验 公 式 法 2） 冲 刷 系 数 法 ： 585m mqQL cpj 55016.922.1 6150 16.95004580 ccc BQq 22.158.450092.0 06.006.01 cchBk mBwh ccc 58.45002290 （ 3） 桥 面 标 高 确 定 1） 壅 水 高 度 2） 波 浪 高 度 3） 桥 下 净 空 4） 桥 梁 上 部 结 构 高 度 5） 通 航 净 空 高 度 jD hhhZsZ min Dmm hhZZ min 三 、 小 桥 涵 断 面 设 计小 桥 水 力 计 算 的 内 容 是 根 据 设 计 流 量 Qp， 河 床 加固 类 型 所 对 应 的 最 大 容 许 流 速 ， 确 定 满 足 过 流能 力 和 防 冲 条 件 的 孔 径 以 及 相 应 的 桥 前 壅 水 高度 等 。 1. 孔 径 计 算（ 1） 桥 下 临 界 水 深条 件 ： 明 渠 流 中 的 临 界 水 深 条 件 河 床 防 冲 条 件 （ 表 5-12）目 的 ： 判 别 桥 下 水 流 是 自 由 出 流 还 是 淹 没 出 流 ；使 通 过 设 计 流 量 时 ， 桥 下 水 流 接 近 临 界 水 流 状 态 。根 据 明 渠 水 力 学 理 论 ：对 矩 形 断 面 ， 有 ： gQBw pkk 23 3 22gBQh kpk 防 冲 条 件 的 引 入 ， 有 两 种 方 法 ： VkVbc： VcVbc gVh bck 2 gVh bck 2 2 （ 2） 小 桥 下 游 河 槽 天 然 水 深 ht 按 曼 宁 公 式 试 算 推 求 。（ 3） 孔 径 长 度自 由 出 流 ： 桥 下 水 深 为 临 界 水 深 h k淹 没 出 流 ： 桥 下 水 深 为 天 然 水 深 ht21321 JwRnQ hmBL 2 hhmNdVhQL tbct p 212 （ 4） 桥 前 水 深 根 据 能 量 方 程 ， 有 ：（ 5） 路 堤 和 桥 面 标 高 桥 头 路 堤 最 低 标 高 =河 床 标 高 +H + 桥 面 最 低 标 高 =河 床 标 高 +H + hj+DgVgVhH H22 222 2. 涵 洞 孔 径 计 算 1） 涵 洞 水 流 状 态 图 式 2） 涵 洞 孔 径 计 算a.无 压 涵 洞洞 身 净 高 h T与 H j之 差 称 净 空 高 度 ， 0.1 0.25m kk hHgwQ 02 22200 22 gVhgVHH kk 3 kk BQgV HH j 87.0 b. 半 压 式 涵 洞c.压 力 式 涵 洞 Tc hHgV 2 ThHgQ 2 ThJJlHgV 2 ThJJlHgQ )(2