第8章 堰流20110616

1、第第8 8章章 堰流堰流本章重点掌握本章重点掌握n堰流的定义n堰的分类n小桥（涵）孔径的水力计算8.1 8.1 堰流及堰的定义堰流及堰的定义一、堰流的定义一、堰流的定义 无压无压缓流缓流越过越过障壁障壁产生的局部水力现象称为堰流，产生的局部水力现象称为堰流， 障壁称为堰。障壁称为堰。8.1 8.1 堰流及堰的定义堰流及堰的定义8.1 8.1 堰流及堰的定义堰流及堰的定义二、堰的分类n薄壁堰 n实用堰n宽顶堰 为明渠流动三、计算特点n 67.0H5.267.0H105.2H10Hgvhhmw228.2 8.2 堰流基本公式堰流基本公式以薄壁堰为例进行推导以薄壁堰为例进行推导8.2 8.2 堰流基

2、本公式堰流基本公式从从1212建立伯努利方程建立伯努利方程gvgvrpgvH22020222222200式中：式中：02p令令 （作用水头）（作用水头）gvHH220008.2 8.2 堰流基本公式堰流基本公式则则02221gHv2102gH5 . 1002222HgbkgHbevAQbeA 20kHe 令5 . 102 Hgmbkm 令m为堰流流量因素为堰流流量因素8.3 8.3 薄壁薄壁堰流堰流矩形堰矩形堰8.3 8.3 薄壁薄壁堰流堰流 三角堰三角堰 梯形堰梯形堰 8.4 8.4 宽顶宽顶堰流堰流一、宽顶堰的过流特点一、宽顶堰的过流特点 自由式自由式 淹没式淹没式8.4 8.4 宽顶宽顶

3、堰流堰流二、流量计算公式二、流量计算公式n自由式自由式n淹没式淹没式5 . 102 HgmbQ 5.102HgmbQ式中：式中： 一般由经验公式确定。一般由经验公式确定。进口形式,Hpfm8.4 8.4 宽顶宽顶堰流堰流三、淹没标准三、淹没标准 当 宽顶堰绝对不会淹没。n必要条件n充分条件0phkkHp1h phh ph0ph08 . 0 Hph四、侧收缩四、侧收缩 例例8-18.5 8.5 小桥（涵洞）孔径小桥（涵洞）孔径水力计算水力计算一、小桥过流现象一、小桥过流现象 自由式自由式 淹没式淹没式8.5 8.5 小桥（涵洞）孔径小桥（涵洞）孔径水力计算水力计算二、淹没标准二、淹没标准自由式自

4、由式khh3 . 1khh3 . 1淹没式淹没式式中：式中： 为桥孔临界水深。为桥孔临界水深。kh（a）（b）8.5 8.5 小桥（涵洞）孔径小桥（涵洞）孔径水力计算水力计算三、计算图式三、计算图式n 自由式自由式n淹没式淹没式 )1(1khhhh 18.5 8.5 小桥（涵洞）孔径小桥（涵洞）孔径水力计算水力计算四、计算原则四、计算原则小桥孔径计算原则主要从安全和经济两方面考虑。小桥孔径计算原则主要从安全和经济两方面考虑。 1 1、 （保证桥下不冲刷）（保证桥下不冲刷）vv桥下 2 2、 （保证桥头路堤不淹没）（保证桥头路堤不淹没）HH桥前（安全原则）（安全原则） 3 3、考虑标准孔径、考虑

5、标准孔径 （经济原则）（经济原则）bB 8.5 8.5 小桥（涵洞）孔径小桥（涵洞）孔径水力计算水力计算五五、设计方案设计方案 1 1、从、从 出发进行设计。出发进行设计。vv 2 2、从、从 出发进行设计。出发进行设计。HH 不管从何方案设计，都必须综合考虑不管从何方案设计，都必须综合考虑 、 、 三个三个因素，同时满足安全、经济原则。因素，同时满足安全、经济原则。vBH8.5 8.5 小桥（涵洞）孔径小桥（涵洞）孔径水力计算水力计算六、计算步骤六、计算步骤以从以从 出发进行设计为例（仅讲矩形断面出发进行设计为例（仅讲矩形断面桥孔情况）。桥孔情况）。vvkhgvgvbgQhkk222322)(自由式自由式hhk3 . 1hhk3 . 1淹没式淹没式8.5 8.5 小桥（涵洞）孔径小桥（涵洞）孔径水力计算水力计算 铁路、公路桥梁的标准孔径一般有铁路、公路桥梁的标准孔径一般有4m、5m、6m、8m、12m、16m、20m多种。多种。（淹没式）自由式）vhQvhQvhQbk(18.5 8.5 小桥（涵洞）孔径小桥（涵洞）孔径水力计算水力计算3.校核桥前壅水水深校核桥前壅水水深Hw选取标准孔径选取标准孔径B后，需重新判别流动形态。后，需重新判别流动形态。322BgQhk自由式自由式hhk3 . 1hhk3 . 1淹没式淹没式8.5 8.5