大桥水文计算书1

1、某大桥新建工程桥梁水文计算一、概况1.我们在外业测量期间,收集了以下资料1.1沿线地形图（1：10000和1：50000）；1.2计算流量所需的要的资料（如多年平均降雨量、与设计洪水频率相对应的24h降雨量及雨力）；1.3地区性洪水计算方法、历史洪水资料、各河沟已经有洪水成果；1.4现有河流的设计断面、流量、水位；2.水文调查及勘测主要包含了以下主要内容 2.1各汇水区内土壤类别、植被情况、蓄水工程分布及现状；2.2根据河沟两岸土壤类别、河床质，选定河沟糙率；2.3当桥涵位处于村庄附近时，通过走访村中的老同志或洪痕调查历史洪水位、常水位、河床冲淤及漂浮物等情况；2.4调查原有桥涵的现状、结构类

2、型、基础埋深、冲刷变化、运营情况等；2.5测量河沟比降。施测范围应以能求得桥（涵）区段河沟坡度为准。平原区为水文断面上游不少于200m，下游不少于100m；山区水文断面上游不少于100m，下游不少于50m；2.6测量水文断面。当历史洪水位距桥（涵）位比较远，河沟断面有变化时，在历史洪水位附近，亦应布测水文断面，测量范围以满足水位、流量计算为准。3.工程水文勘测计算依据3.1公路工程水文勘测设计规范JTG C302002；3.2公路桥涵设计通用规范JTG D602004；3.3实用桥涵水力水文计算原理与习题法指南叶镇国主编；3.4公路小桥涵勘测设计示例孙家驷主编；3.5桥位勘测设计（土木工程专业

3、用）高冬光主编；3.6公路桥涵设计手册-桥位设计高冬光主编。二、设计流量计算（6×20米预应力混凝土空心板桥）在现场，通过走访附近年龄较大的村民（60岁以上）和现场所测洪痕得知，该桥位处的历史最高洪水位为71m(黄海高程)左右。由于缺乏水文观测资料，利用交通部公路科学研究所1960年制定的暴雨径流简化公式进行计算设计流量。从1:10000的地形图上，量的桥位以上流域的流域面积F=5km2，利用交通部公路科学研究所1960年制定的暴雨径流简化公式进行计算。根据公路桥涵设计手册-涵洞册查表的，计算得到。假定通过设计流量时的天然水深为=1.3m，根据河床断面求得：过水面积，湿周，水力半径，

4、则：计算的流量与设计流量之差小于5%,故可确定河槽的天然水深=1.3m。河床底下为岩石，由桥位勘察设计查表得到，取临界流速，因桥孔断面为矩形，故临界水深为：所以，桥下河流为自由式出流。采用单孔，桥台采用八字翼墙，查表得到，因桥孔断面为矩形，则三、设计洪水位计算初步拟定本桥采用14孔30米的预应力混凝土T梁，把桥孔布置在CAD图中。在标高为84米处，平均水深为16.05米处的河槽过水面积为2039m2。 计算桥位断面处不同水位的过水面积，河床宽度B 表31项目序号H(m)(m)(m2054.268686通过试算桥位断面处的水位为84m的时候远大于计算出的1/100的洪水

5、频率时的洪水流量，考虑到路线等其它因数，故84m这个水位可采用。四、桥孔长度计算1、用过水面积计算初步拟定，上部构造采用预应力混凝土空心板梁，选用标准跨径14孔30m（桥墩中心间距），并选定墩宽1.2m。设计流速采用天然河槽平均流速，即，冲刷系数选用=1.2（见下表41）。冲刷系数 表41河 流 类 型冲刷系数附 注山 区峡谷段开阔段1.01.21.11.4无 滩有 滩山前区半山区稳定段（包括丘陵区变迁性河段）1.21.41.21.8在断面平均水深1m时，才能使用接近1.8的较大值平 原 区 1.11.4注：1.采用冲刷系数时，应注意使桥前壅水或桥下流速的增大不致危害上、下游堤防，农田、村庄和

6、其它水式建筑物心及影响通航评放筏等;2.河网地区河流及人工渠道上的桥孔尽量减少对水流的干扰。则： 参照桥位处的河床横断面和现场勘察的意见，确定将一岸桥台前缘置于桩号K0+240处，采用6孔20米的预应力混凝土空心板桥，则另一桥台置于K0+360处，根据桥位断面图计算，桥下实有的毛过水面积为8686，远大于于，可以采用14孔30米预应力T桥型。调查水位与设计水位基本吻合。五、确定桥面标高5.1壅水高度桥下实有的净过水面积根据桥位断面图进行计算为509.2，河床土质属中等岩石，按表25可知： 桥下平均流速 表51土 壤 种 类桥下平均流速松软土壤：淤泥、细砂、中砂、松软的淤泥质砂粘土中等密实：粗砂

7、、砾石、小卵石、中等密实的砂粘土和粘土密实土壤：大卵石、大漂石、密实的粘土5.2波浪 可根据公路桥位勘测设计规范的相关表格查得，；5.3计算水位 。5.4计算桥面标高本河段无流冰、流木和较大的漂浮物，其他引起水位升高的因素均可略去不计 ，同时考虑到该桥资金的缺乏 ，及周围房屋的标高、引道接线情况，桥下净空安全值取0.5米。式中：桥面中心标高（m）; 1/50的洪水位（m）； 桥下净空高度（m）； 桥上部构造高度（m）； 波浪高度（m）。六、桥梁墩台冲刷6.1桥下断面的一般冲刷6.1桥下断面的一般冲刷按冲止流速建立的公式桥孔压缩水流，桥下的流速增大，水流挟沙能力也随之增大，收起桥下断面的河床冲刷

8、，即为一般冲刷，随着一般冲刷的的发展，桥下断面逐渐增大，流速相应降低，桥下河槽的泥沙输送和交换达到暂时的平衡状态，或者流速降低到不能继续冲刷河床时，冲刷即趋于停止，同时，一般冲刷的深度达到最大，通常用冲刷停止时桥下的垂线处的一般冲刷深度。根据水力学的连续性的原理，一般冲刷停止时，桥下最大垂线水深与桥下断面的单宽流量 桥下断面的最大单宽流量（）出现在桥下断面的最大水深 处，可根据桥下断面的平均单宽流量推求。桥下断面的平均单宽流量对应着桥下断面的平均水深，由谢才满宁公式可知，单宽流量与相应垂线水深的5/3次方成正比，所以 根据锦江河现场情况，河床为沙质河槽，又依据我国桥梁观测资料的分析结果，沙质河

9、槽的冲止流速，可按下式计算式中E为与汛期含沙量有关的系数，可查下表61式中含沙量，应采用水文站多年汛期三个月的月最大含沙量的平均值，缺少水文站资料时，可根据汛期实测资料或洪水调查资料来确定。 E 值 表61含沙量1.011010E0.400.660.86沙质河槽内，有推移质运动，冲刷过程中又有上游来沙的补偿。随着一般冲刷的发展，桥下各垂线处的单宽流量将进行再分配，有向深水垂线集中的趋势，河槽越宽浅、越不稳定，单宽流量的集中趋势越强。采用单宽流量集中系数A表示其中集中程度，由观测资料分析得知，与河流的宽深比有关那么，公式式中：桥下河槽一般冲刷后最大水深（m）；设计流量；桥孔净长（m）； 计算断面

10、桥下河槽的最大水深(m)； 计算断面桥下河槽的平均水深（m）; 河床泥沙的平均粒径（mm）； 压缩系数； A单宽流量集中系数；E与汛期含沙量有关的系数；由桥位断面图可知，河槽最大水深。而且，根据地质勘察资料，由表61查得。按别式假定建立的公式包尔达列夫根据别列柳伯斯的假定，认为桥下流速到天然河槽流速时，桥下冲刷停止，而且同一垂线处，冲刷后的水深与冲刷前的水深成正比并于本世纪二十年代建立了计算桥下一般冲刷的经验公式，称为包尔列夫公式，适于稳定性河段的河槽部分，河床土质均匀时，可按下式计算。式中：一般冲刷后的垂线水深（m）；冲刷前相应的垂线水深（m）；冲刷系数。（冲刷系数见表41）就河口大桥的具体

11、情况，河槽部分的平均水深4.31米，冲刷系数取值为1.1则河槽的冲刷水深 综合上述计算，取，6.2桥墩局部冲刷桥墩局部冲刷深度与很多因素有关，除冲向桥墩的流速以外，主要还有桥墩宽度、桥墩型式、水深、床沙粒径等。局部冲刷坑的范围，主要决定于冲刷的深度和床沙的休止角。目前，桥墩局部冲刷的计算公式很多，桥位勘测规程中的651公式和652公式，是1956年我国“桥渡冲刷计算学术会议”推荐试用，符合我国河流实际情况，得到广泛应用。根据河现场情况，河床为沙质河槽，又依据我国桥梁观测资料的分析结果，沙质河槽的冲止流速，可按下式计算式中E为与汛期含沙量有关的系数，可查下表61式中含沙量，应采用水文站多年汛期三个月的月最大含沙量的平均值，缺少水文站资料时，可根据汛期实测资料或洪水调查资料来确定。 E 值 表62含沙量1.011010E0.400.660.86 按651修正式： =3.23；桥墩宽度B=1.2m当时，桥墩局部冲刷系数（m），为冲刷坑的最大深度；桥墩系数（查表可得），=1；系数，其中为河床土壤平均粒径（mm）；冲向桥墩的流速，通常采用一般冲刷停止时的冲止流速，但不同的一般冲刷计算公式，冲止流速的计算也不相同，应结合实际情况分析确定；床沙的起动流速，；墩旁床沙的起冲流速，=0.49，其中h和均以m计；指数，其中以mm计。得出：6.3总冲刷深度最底冲刷线标高：，冲刷深度两侧桥台