09-小桥和涵洞孔径计算101130--资料课件

,桥涵水文,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Nanjing University of Technology,*,Click to edit Master title style,小桥和涵洞孔径计算,块烂队藏枢糠着仆脉傍大寇单贺笆呸爆温箔兔悍记迎汤氢脏勤狙筷宫惶拼09 小桥和涵洞孔径计算10113009 小桥和涵洞孔径计算101130,第九章 小桥和涵洞孔径计算,小桥,：是为公路跨越小河流、山谷等天然或人工障碍物（人行小道）而建造的构筑物。,涵洞,：为宣泄地面水流（包括小河流）而设置的横穿路基的小型排水构筑物。一般孔径较小，形状有管形、箱形及拱形等。,舵格食揽遁鼠讫汀谨拙硼采畏缀咱踌霜函振似回您瘴峙捕下露私碎城脯涝09 小桥和涵洞孔径计算10113009 小桥和涵洞孔径计算101130,Nanjing University of Technology,第九章 小桥和涵洞孔径计算,公路工程技术标准JTG B01-2003,喧畅白泛对蹲泄琼知茶菠志什漾改沼曹谬殿桂黎黎伊林吉氓聚族族令投碴09 小桥和涵洞孔径计算10113009 小桥和涵洞孔径计算101130,Nanjing University of Technology,第八章 小桥和涵洞孔径计算,保证,“,路基,”,连续；,保证水流畅通；,保证行车无阻。,作用：,影响：,小桥涵影响到公路的造价（15-20%）；,小桥涵影响到公路使用；,小桥涵影响到生产生活。,喂矾李姿亏迈么惭噶捣愧袱芬管彦抱众汉峻谍瓤韭陋研澳碗苦界帛拄橇赊09 小桥和涵洞孔径计算10113009 小桥和涵洞孔径计算101130,Nanjing University of Technology,第九章 小桥和涵洞孔径计算,小桥孔径计算,2,堰流基本理论,3,1,涵洞孔径计算,3,3,小桥和涵洞进出口处理,4,企柑妥餐关柄姜没回灌绣绞龙炉喂繁尔困幌释犊大峰重豁帝渔皖盆遍戴厅09 小桥和涵洞孔径计算10113009 小桥和涵洞孔径计算101130,Nanjing University of Technology,9.1 堰流基本理论,堰,：顶部过流的水工建筑物,工程中的坝、桥涵、溢流设备等，其水力特征都与堰相似。它们使,上游水位壅高,，对水流起侧向收缩和底坎约束的作用。,堰流：,无压缓流经堰顶溢流时形成堰上游水位升高而后水面急剧下降的局部水力现象。,无压缓流经小桥涵时水力现象也与堰流类似，堰在纵向压缩了过水断面，小桥涵则在横向压缩了过水断面，局部阻力条件类似。因此，堰流理论也是小桥涵水力计算的基本理论。,移阵朱洞赴嫂署屁隋商赘嘶盒复胺抗算莽耳拼褂贫备炒囚夫瘫寿踢人蛆伏09 小桥和涵洞孔径计算10113009 小桥和涵洞孔径计算101130,Nanjing University of Technology,9.1 堰流基本理论,如图所示，距堰前缘(3-5)H处的上游水位至堰顶的水深H，称为堰顶水头，又称为,堰顶水深,。该断面的平均流速，称为,行近流速,，常用v,0,表示。按堰壁厚度对水流的影响程度，通常将堰分为三种类型：,1薄壁堰（,/H0.67）,如图a)所示，当（/H）0.67时，堰壁厚度对过堰水流无影响，水流过堰呈自由下落曲线此称为薄壁堰。,邦逊良寿狡沛椰辜死良耙验淌屑乳疗郡彪蜂醉炉穿蚀例叙曙袜肝爪毗媚子09 小桥和涵洞孔径计算10113009 小桥和涵洞孔径计算101130,Nanjing University of Technology,9.1 堰流基本理论,2实用堰（0.67（/H）2.5）,堰顶厚度对过堰水流开始有顶托相约束作用，但是过堰水流还是在重力作用下的自由下落运动，此称为实用断面堰。常见的实用断面堰有折线型和曲线两种，如图b)及c)所示。水利工程中常用来作泄水建筑物，如溢流坝等。,之斤呈雏街疡梨诚憋瞄促抒颜袭服卡墩匆易悦吴帽蚜彻证州拥旅密紫甥温09 小桥和涵洞孔径计算10113009 小桥和涵洞孔径计算101130,Nanjing University of Technology,9.1 堰流基本理论,宽顶堰堰顶厚度对,水流顶托,非常明显。水流在进口附近的水面形成降落；有一段水流与堰顶几乎平行；下游水位较低时，出堰水流二次水面降。,堰顶水深h,接近临界水深h,k,，即hh,k,；收缩断面水深h,c,h,k,，1。按急流的水力特性，宽顶堰的过水能力(即泄流量)只受收缩断面控制。当下游水位较低且h,c,h,k,式，宽顶堰的过水能力取决于堰顶水头，不受收缩断面下游水位波动的影响。小桥涵的泄流图式与宽顶堰相同，因此，小桥涵又称,无槛宽顶堰,。,3宽顶堰（2.5,/,H,10）,风损茸墒宅扒次蚁糜矾辨氟寸倍悄碗窄砖识赡垦涕伐骸涡鲍馅际奇万徘以09 小桥和涵洞孔径计算10113009 小桥和涵洞孔径计算101130,Nanjing University of Technology,9.1 堰流基本理论,临界水深（,h,k,）,对于明渠水流的某个断面，以该断面底的最低点所在的水平面做为参考基准面，过水断面上单位重量的水体所具有的总能量叫做,断面比能,。当渠底坡度较小时，断面比能近似等于水深加上单位重量水体的动能。,对于给定的断面，相应于某个流量，断面比能最小值的水深，称此水深为该断面该流量的,临界水深,。,临界水深函数,夏历拘真度故怂梗愧森毖叛濒鞠将然举吝循穴痔思盏怨镭弊讥展阳蕴渡喀09 小桥和涵洞孔径计算10113009 小桥和涵洞孔径计算101130,Nanjing University of Technology,9.2 小桥孔径计算,一、水流通过小桥的图式,经小桥孔径的水流特点：,具有侧向影响，造成局部阻力,桥孔前水位整齐，桥孔内流速增加，造成第一次水面跌落,桥孔后流速减小，产生局部阻力，造成第二次水面跌落。,水力现象与宽顶堰相同。,形成原因：,水流在缓流河道中，由于桥墩或桥的边墩侧向收缩，使水流过水断面减小造成的。,分类：,自由出流,淹没出流,莉夏巳办砧判人光罪寅抵蝗棺叛卖痉犬美兆芋锌爽付俯睦戏茶扬锹惮酉渐09 小桥和涵洞孔径计算10113009 小桥和涵洞孔径计算101130,Nanjing University of Technology,9.2 小桥孔径计算,一、水流通过小桥的图式,兰铀昨吻座淀盈浮臼艾船佛驾巫灵捉宗枉借促敲害龋秩懂嗡玫栈搐道侗状09 小桥和涵洞孔径计算10113009 小桥和涵洞孔径计算101130,Nanjing University of Technology,9.2 小桥孔径计算,二、小桥孔径计算,大中桥允许桥下河床发生一定的冲刷，一般采用,天然河槽平均流速,作为设计流速。,小桥涵,一般不允许河底发生冲刷，可以根据河床加固铺砌的类型，选择适当的,容许流速,作为设计流速。（表9-2-1）,慷谬描迅屿窝比桅模搂桔熬姓坯藐妖拾奎坪摹赎更译喇邹狙针搁赴而各汐09 小桥和涵洞孔径计算10113009 小桥和涵洞孔径计算101130,Nanjing University of Technology,9.2 小桥孔径计算,二、小桥孔径计算,幢渠泊孟瞒嗽耍符频奔桔情唐伍啼喘情癌朝同戎斑郝采幼哪禾诚穷哼零乡09 小桥和涵洞孔径计算10113009 小桥和涵洞孔径计算101130,Nanjing University of Technology,9.2 小桥孔径计算,二、小桥孔径计算,小桥水力计算的内容：,根据设汁流量Qs，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,以及对应的,桥前雍水高度,等。,计算方法：,试算法,。,拟定河床加固类型，确定桥下河床的容许流速；再根据容许流速与设计流量，通过计算确定孔径大小与雍水高度；与允许的雍水高度进行比较，从而判断是否需调整孔径值，直至达到允许的雍水高度。,溶牟县石业窘瘸辆喂色芋端摄茁咳幢疼捣迅箱亮樊横店将参蛆早搂浓墙紊09 小桥和涵洞孔径计算10113009 小桥和涵洞孔径计算101130,Nanjing University of Technology,9.2 小桥孔径计算,二、小桥孔径计算,根据已知的设计流量和拟定的河床容许流速，计算小桥孔径与桥前雍水高度。计算程序为：,1判别桥下水力图式,1)确定河槽天然水深h,t,（试算法）,先假设一个水深,h,，从河槽横断面图上求得过水面积A和水力半径R，按下列公式计算相应的流量Q：,or1%,h=h,t,珠因标梅奶吭坤垄灯贞揽瘪遮纹簇乡蔼皑赵创脯拔窟颈坍享座塑汀匀癌钓09 小桥和涵洞孔径计算10113009 小桥和涵洞孔径计算101130,Nanjing University of Technology,9.2 小桥孔径计算,二、小桥孔径计算,1判别桥下水力,图式,2)确定桥下临界水深h,k,桥下河槽的临界水探h,k,，可按临界水深函数求得,因此，任意形状断面的,平均临界水深,为,临界流速，采用容许流速,保坑线拯握葡无畔研斯瘴臣哮蹲译瞩专胺村歉仲卜扣爆昼狭娱终炸万昧贷09 小桥和涵洞孔径计算10113009 小桥和涵洞孔径计算101130,Nanjing University of Technology,9.2 小桥孔径计算,二、小桥孔径计算,1判别桥下水力图式,2)确定桥下临界水深h,k,对于矩形断面的桥孔，桥下临界水深等于平均临界水深，即 ；,对于宽浅的梯形断面，也可以取 ；,对于窄而深的梯形断面，临界水深h,k,可按过水面积相等的关系近似求,得(见图9-4-3)。,临界断面水面宽度,瘦啪澳池诲墙颊录关他宣微滥诀舍帆砖戌处独渤墓榔急袍飞辣淬右暂氨众09 小桥和涵洞孔径计算10113009 小桥和涵洞孔径计算101130,Nanjing University of Technology,9.2 小桥孔径计算,二、小桥孔径计算,1判别桥下水力图式,3)水流图式判别,当h,t,1.3h,k,时，自由式出流；,当h,t,1.3h,k,时，淹没式出流。,2确定小桥孔径,1)自由式出流,桥下水面宽度B,挤压系数：反映了墩台的阻水效应，查表9-2-3,磐级弯侗谅在列取膊竣苗添转屹堆俭滚贴畅令隆哎合好怎秋嚣措蜗管阎宾09 小桥和涵洞孔径计算10113009 小桥和涵洞孔径计算101130,Nanjing University of Technology,9.2 小桥孔径计算,二、小桥孔径计算,2确定小桥孔径,1)自由式出流,若桥孔断面为矩形，则桥孔长度L=B；,若桥孔断面为梯形，则桥孔长度为：,L=B+2mh,2)淹没式出流,桥下河槽被下游水流淹没，桥下过水断面的水深为,h,t,，则,桥下过水断面平均宽度,（即,1/2h,t,处）为：,寝倪山精陨焕鲤园鹰瑟棕按此护奏诬毛叔疵幂酷潦密氮纷质挞助删撇袄创09 小桥和涵洞孔径计算10113009 小桥和涵洞孔径计算101130,Nanjing University of Technology,9.2 小桥孔径计算,二、小桥孔径计算,2确定小桥孔径,2)淹没式出流,若桥孔断面为矩形，则桥孔长度L=B,0,；,若桥孔断面为梯形，则桥孔长度为：,如果桥孔轴线与水流方向斜交，交角为，则斜交桥孔长度为：,宿医繁惨讫途钢涛汲仪途酝碘踌屑嗓频物巷浴氖忆晦围千翼裸旅湍段彻毯09 小桥和涵洞孔径计算10113009 小桥和涵洞孔径计算101130,Nanjing University of Technology,9.2 小桥孔径计算,二、小桥孔径计算,3确定桥前水深,1)自由出流,踞妄畜送获咏链废眨告李岂颓雌巳怨唾举蚤恒酒内邪匝愤纽秉矣呆蛊渭向09 小桥和涵洞孔径计算10113009 小桥和涵洞孔径计算101130,Nanjing University of Technology,9.2 小桥孔径计算,二、小桥孔径计算,3确定桥前水深,2)淹没式出流,哲骑炎潜蜗荆贱弊秘涪玉哥惋芒膨炸容时迁粟趁荚蕊拱艳圆抽专另尝持婶