大中桥桥孔计算

1、大中桥桥孔计算第1页，共30页，2022年，5月20日，14点27分，星期二大中桥的孔径计算：依据桥位断面的设计流量和设计水位，推算必须的最小桥孔净长和桥面中心最低标高，为确定桥孔设计方案提供依据。 第2页，共30页，2022年，5月20日，14点27分，星期二1.桥孔布设的原则：第3页，共30页，2022年，5月20日，14点27分，星期二第4页，共30页，2022年，5月20日，14点27分，星期二2. 桥位河段的水流图式: 反映桥位河段建桥后水流和泥沙运动的变化，反映桥孔长度、桥 前壅水和桥下冲刷之间的关系，因此桥位河段的水流图式可作为 桥孔计算的依据。 第5页，共30页，2022年，5

2、月20日，14点27分，星期二第6页，共30页，2022年，5月20日，14点27分，星期二第7页，共30页，2022年，5月20日，14点27分，星期二 桥孔长度定义：沿着设计水位的水面线，两桥台前缘之间（埋入式桥台则为两桥台护坡坡面之间）的水面宽度，称为桥孔长度L。扣除全部桥墩宽度（仍沿原水面线）后，则称为桥孔净长Lj。 桥孔长度的确定，首先应满足排洪和输沙的要求，即保证设计洪水及其所挟带的泥沙能从桥下顺利通过，并从安全和经济两方面着眼，同时应综合考虑桥孔长度、桥前壅水和桥下冲刷的相互影响。3.桥孔长度：第8页，共30页，2022年，5月20日，14点27分，星期二 一、冲刷系数法（用桥下

3、过水面积计算）Q = AV流量采用设计流量QS水位采用设计水位HS过水断面面积A及流速V 建桥后过水断面面积及流速的变化：桥孔水流压缩桥下流速增大桥下河槽开始冲刷桥下过水面积增大桥下流速减小趋于稳定天然河槽平均流速vS第9页，共30页，2022年，5月20日，14点27分，星期二 一、冲刷系数法（用桥下过水面积计算）桥下过水面积的组成：因墩台侧面涡流阻水而引起的桥下过水面积折减系数，压缩系数。第10页，共30页，2022年，5月20日，14点27分，星期二 一、冲刷系数法（用桥下过水面积计算）桥下过水面积的组成：因桥墩阻水而引起的桥下过水面积折减系数。p冲刷系数，冲刷前后桥下过水面积之比。 冲

4、刷后桥下有效过水面积、净过水面积和毛过水面积分别为P*Ay、P*Aj和P*Aq。第11页，共30页，2022年，5月20日，14点27分，星期二 一、冲刷系数法（用桥下过水面积计算）根据水流连续性原理：所以：又因为：所以：第12页，共30页，2022年，5月20日，14点27分，星期二 一、冲刷系数法（用桥下过水面积计算）各类河段冲刷系数建议值第一步：利用上述公式求出桥下通过设计洪水时所需的最小过水面积；第二步：在桥位断面图上布设选定的桥孔设计方案，计算实有的桥下过水面积，若等于或稍大于上述公式计算的过水面积，则设计方案满足所需要的桥下最小过水面积，其实有的桥孔净长即为所求的桥孔长度。步骤：第

5、13页，共30页，2022年，5月20日，14点27分，星期二 二、用桥孔净长度经验公式计算 1974年至1976年，交通部“大中桥孔设计”研究课题，组织全国交通部门全面进行桥孔水文调查，编制了大中桥孔设计研究报告，提出了桥孔净长度计算公式，这些公式经多次验证、修订，先后写入三次修订的(公路桥位勘测设计规范)(1982年、1991年)和(公路工程水文勘测设计规范)(2002年)，推荐在全国公路桥位勘测设计中应用。对于狭谷性河段，一般按地形布孔，不作桥长计算。其它类形河段，该规范推荐下述经验公式计算桥孔净长Lj。 这些公式算出的桥孔长度是指在一定的水力、泥沙及河床条件下，通过设计洪水流量时，桥下

6、过水断面(与流向垂直的横断面)必须具有的桥孔最小净长度。应当注意以下两点，这里算出的是桥孔最小净长度，实际桥孔长度(桥台前墙之间设计水位上的水面宽度)为将算出的最小桥孔净长度再加所有桥墩的宽度；另外，算出的最小桥孔净长度是指水流与桥轴正交时的长度，如果是斜桥，则应换算为斜桥轴线方向的长度。第14页，共30页，2022年，5月20日，14点27分，星期二桥墩纵轴线与水流方向平行时：有效跨径LS = Ljcos桥墩纵轴线与水流方向斜交时：有效跨径LS = Ljcos- lsin两种情况：第15页，共30页，2022年，5月20日，14点27分，星期二 二、用桥孔净长度经验公式计算 1对于有明显河槽

7、的各类河段第16页，共30页，2022年，5月20日，14点27分，星期二 二、用桥孔净长度经验公式计算 2对于无明显河槽的变迁性、游荡性河段 河槽宽度Bc（或两岸间的宽度）是选定桥孔长度的重要参考因素，但是，我国新疆、青海、内蒙等地大型冲积扇及戈壁摊上的一些变迁性河流，无明显的河床形态，滩槽难分；另外，平原游荡性河流也有类似河床形态，河床宽浅，水流摆动不定。水流横向摆动的范围大大超过多年泄洪需要的河槽宽度（习惯上称为基本河宽B0）。 通过我国新疆、青海、内蒙、河北等地实桥调查资料，回归分析得到基本河宽B0与多年洪水平均流量Q和河床质平均粒径d存在下列关系：第17页，共30页，2022年，5月

8、20日，14点27分，星期二 二、用桥孔净长度经验公式计算 2对于无明显河槽的变迁性、游荡性河段第18页，共30页，2022年，5月20日，14点27分，星期二 二、用桥孔净长度经验公式计算 3对于宽滩性河段，可采用单宽流量公式第19页，共30页，2022年，5月20日，14点27分，星期二 二、用桥孔净长度经验公计算 这些经验公式只有一定的理论依据，应用数理统计法根据我国公路桥梁的实际资料制定的，形式简单，便于应用。 桥孔净长确定后，即可根据断面形态、主流位置、通航要求、河床演变趋势、桥位河段地质等尽量选用合理的标淮跨径，在桥位纵断面团上和桥位地形因上进行合理的桥孔布没，使桥下实际的水面宽度

9、等于或稍大于计算的桥孔长度。桥孔布置应先河槽后河滩，这样才能满足排洪输沙的需要确保桥梁的安全。第20页，共30页，2022年，5月20日，14点27分，星期二 4.桥面最低标高的确定受到设计洪水水位、设计最高通航水位、因桥梁建筑而引起的水位升高、水面漂浮物、通航船只净高以及桥梁结构物高度、道路线型布设的需要等因素的综合影响，因此应从地区政治、经济、军事、交通运输业的发展及工程的技术经济合理为基点，综合分析，确定此标高值。 第21页，共30页，2022年，5月20日，14点27分，星期二第22页，共30页，2022年，5月20日，14点27分，星期二第23页，共30页，2022年，5月20日，14点27分，星期二第24页，共30页，2022年，5月20日，14点27分，星期二第25页，共30页，2022年，5月20日，14点27分，星期二第26页，共30页，2022