公路小桥涵勘测设计 小桥5新

公路小桥涵勘测设计小桥5新第1页/共98页二．小桥涵计算的特点

1小桥孔径计算的特点1）小桥的跨径与台高之间无一定比例关系。2）一般沿程阻力忽略不计。3）跨径不大的小桥采用加河床的办法来提高允许流速。

允许不冲刷流速是小桥孔径计算的重要控制条件。

河床不加固的小桥，其孔径计算与大中桥相同。4）计算时均按水力学中的宽顶堰计算。第2页/共98页

2涵洞孔径计算特点

1)要求跨径与台高应有一定的比例关系，经济比例1：1～1：1．5；2）孔径小、孔道长，计算孔径时要考虑洞身过水阻力的影响；3)涵洞通常采用人工加固河床，提高流速减小孔径。控制涵前水深和满足孔径断面一定的高宽比例是涵洞孔径计算的重要控制条件（若仍按人工加固河床的允许不冲刷流速控制，过高的积水使涵洞和路堤使用安全受到威胁）。4）为提高泄水能力，最大限度地缩小孔径，降低工程造价，在涵洞孔径计算中要考虑水流充满洞身触及洞顶的情况。第3页/共98页三、小桥涵孔径计算一般要求1满足设计流量、漂浮物、交通的方需要,考虑积水影响，防止出水口冲刷。2小桥涵孔径应考虑水文特征、河槽形态、地址特点、冲淤情况等。3用标准孔径，大于规定的最小孔径。4小桥宜设计成非自由出流，涵洞宜设计成无压式。涵前水深应小于或等于涵洞净高的1.15倍5特殊情况有充分技术经济比较，可用有压式涵洞。6

涵洞可设成单孔或双孔，一般不做成多孔。7同一区段内，用同样式样的小桥涵。第4页/共98页四、水毁

1水毁成因1）基础埋深不够，未设置调治构造物。2）涵洞压缩水流过大，涵前成告诉漩涡。3）桥涵数量少，形成漫流。4）进口处坡陡，淘刷进口基础。5）公路标准低。第5页/共98页五、小桥水流状态分析1小桥涵水流类型：急流、临界流、缓流第6页/共98页第7页/共98页

明渠非均匀流中的若干概念

断面单位能量或断面比能e

：基准面选在断面最低点时单位重量液体的机械能。

1．断面单位能量

在明渠渐变流的任一过水断面中，单位重量液体对某一基准面0-0的总机械能为E。

能量方程中，两个断面其基准面一样。

1-1断面，把基准面提到z1使其经过断面的最低点，则单位重量液体对新基准面O1-O1的机械能为e。第8页/共98页

在一定条件下，断面单位能量是水深的单值连续函数，即e=f(h)。

对于棱柱形渠道，流量一定时：但流程增加，可能有：de／ds>O、或de／ds<0、或de／ds=0。(因为每个过水断面其基准面不同)由于有水头损失，流程增加，总机械能越小，dE／ds<O。第9页/共98页

函数e=f(h)是连续的，这个函数必有一极小值。函数的极小值(A点)将曲线分为上、下两支。（1）当h→0时，ω→0，，此时

e→∞，横坐标轴是函数曲线e=f(h)的渐近线。（2）当h→∞时，ω→∞,则

，此时e=h→∞，另一渐近线为通过坐标原点与横坐标轴成夹角450

的直线。第10页/共98页下支：h增加e减少，即de／dh<0；上支：h增加e也增加，则de／dh>0。

相应于任一可能的e值，可以有两个水深h1和h2。

当e=emin时，h1＝h2=hk，hk称为临界水深。

hk也可记位hLJ.第11页/共98页

2．临界水深

一般断面需要试算

临界水深是断面形式和流量

一定

的条件下，相应于断面单位能量

为最小值时的水深。

在一定条件下，断面单位能量是水深的单值连续函数，即e=f(h)。第12页/共98页但是：矩形断面，求临界水深不用试算，水面宽度B等于底宽b：

式中q=Q/b称为单宽流量。第13页/共98页3临界流速：第14页/共98页4．临界坡度

在棱柱形渠道中，断面形状、尺寸和流量一定时，若水流的正常水深h0(均匀流时水深)恰等于临界水深hk时，则其渠底坡度称为临界坡度Ik。

临界坡度是指正常水深（均匀流水深）恰等于临界水深时的渠度坡度。第15页/共98页矩形断面：平均临界水深

等于

临界水深

临界坡度Ik是对应某一个流量和某一给定渠道的特定渠底坡度值，它是为了计算或分析的方便而引入的一个假设坡度。第16页/共98页

如果i

<Ik(或h0>hLJ)，此时渠底坡度称为缓坡；如果i>Ik(或ho<hLJ)，此时渠底坡度称为急坡或陡坡；如果i＝Ik(或ho=hLJ)，此时渠底坡度称为临界坡.

关于渠底坡度的缓、急之称，是对应于一定流量来讲的。

对于某一渠道，底坡已经一定，但当流量增大或变小时，所相应的hLJ(或Ik)起了变化，从而对该渠道的缓坡或急坡之称也可能随之改变。i

：实际的明渠底坡Ik：某一流量下的临界坡度（假想坡度）第17页/共98页

(1)缓流状态

当明渠水流流速小于临界流速时，称为缓流。

当v<vk，则h>hLJ。

此时，水流处在e＝f(h)曲线的上支，de／dh>0，断面单位能量e对水深h的导数为正值，e是增函数。5．明渠水流的三种流态

明渠水流流速一般处于紊流状态。随着水流速度的缓、急程度，明渠水流又分为缓流、急流和临界流三种流态。第18页/共98页

(3)临界流状态

当明渠水流流速等于临界流速时，称为临界流。

当v=vk，则h=hLJ。

此时，水流处在e=f(h)曲线的emin点上,de／dh=0，说明函数e的变化在此处分界.(2)急流状态

当明渠水流流速大于临界流速时，称为急流。

当v>vk，则h<hLJ。

此时，水流处在e＝f(h)曲线的下支，de／dh<O，断面单位能量e对水深h的导数为负值，e是减函数。第19页/共98页

明渠中的急流与缓流在水流现象上是截然不同的。

假设在明渠水流中有一块巨石或其它障碍，便可观察到缓流或急流的水流现象：如石块前的水位壅高能逆流上传到较远的地方，渠中水流就是缓流；如水面仅在石块附近隆起，石块干扰的影响不能向上游传播，渠中水流就是急流。

为什么急流和缓流会出现如此不同的现象?

石块对水流的扰动必然要向四周传播，如水流速度小于微小扰动波的传播速度，扰动波就会向上游传播，这就出现缓流中看到的现象。反之，扰动波只能向下游传播，不能向上游传播，于是出现急流所看见的现象。第20页/共98页第二节小桥水力计算一、水力图式

通过桥下的水流，由于受到桥头路堤和墩台的挤束，将使桥下流速增大。

若桥下水流压缩很小，则孔径偏大很不经济；

若压缩过大，虽然孔径可减小，节省工程数量，但会造成上游壅水淹没农田，桥下流速过大需要很坚固的河床加固，并且水流出桥后会冲刷河床及冲毁下游农田，直接影响路基和桥梁使用安全。

按照宽顶堰流理论，小桥下的水流可有自由出流及非自由出流(淹没出流)两种水力图式。第21页/共98页1自由出流(非淹没式宽顶堰)

当下游水深小于或等于临界水深的1．3倍时，桥下为临界水流状态，则为自由出流。桥下游天然水深不影响桥下水流出流，桥下的过水量仅与桥下临界水深有关，此种图式类似于流水通过非淹没式宽顶堰情况。水面二次跌落或变化。

自由出流的水力条件是：ht≤1．3hLj

ht——桥下游天然水深(m)；hLj——桥下临界水深(m)。第22页/共98页

2非自由出流（淹没式宽顶堰）当桥下游水深大于临界水深的1．3倍时，由于下游水位的顶托作用，桥下临界水深被淹没，桥下水深即为天然水深，形成非自由出流（淹没出流）。桥下游水深直接影响桥下水流出流，使桥下流速降低，过水流量比自由出流有所减少。此种水力图式类似水流通过淹没式宽顶堰情况。水面仅一次跌落。非自由出流的水力充分条件：ht>1.3hLj下游水深必须高于临界水深足够多，才能形成充分淹没的出流形式。必要条件：ht>hLj。第23页/共98页二、计算方法、步骤1判定桥下水力图式为了确定桥下水力图式，必须先计算桥下游河槽的天然水深及桥下临界水深。求设计流量有四种方法，但设计水位未知。

1)

确定天然水深均匀流公式：Q=Av=A(1/n)R2/3i1/2

（1）试算法(作图法)先假定不同水位下的天然水深ht，即可从实测河床断面上求出过水面积ω及湿周χ，……Q，假设天然水深ht算出的流量等于设计流量时，便得最终ht。第24页/共98页

（2）公式法

将河床断面规则化，即用三角形代替，则ht可用下式计算：

Qs——设计流量(m3／s)；

α——河床边坡系数；

i——河床主河沟平均纵坡；m——河床糙率。α=B/2h第25页/共98页第26页/共98页用公式法求ht的步骤：A：按照等面积原理及与原河床断面线最接近的原则，将河床断面规则化。

B：在图上取任一水深h，则可量出相应的水面宽度B，即

可用下式计算边坡系数；

α=B/2h=（B/2）/hC：求htD：ht下的相应流速第27页/共98页vLj——桥下临界流速(m／s)，孔径计算时按桥下的允许不冲刷流速控

制，由附表1-35

----1-38查得。——桥下平均临界水深(m)。

桥下平均临界水深：原理：临界流方程：

2)确定桥下临界水深hLj

临界水深hLj

应按设计的桥下断面形状分别计算。第28页/共98页桥下临界水深计算：(1)矩形及宽的梯形桥孔断面：(2)狭和深的梯形桥孔断面（按几何关系面积相等求hLj）：m——梯形护坡沿桥跨方向的坡度BLj——通过设计流量时桥下临界断面的水面宽度(m)，在孔径未定时，可先按自由出流公式计算。

3)判定水力图式

ht≤1．3hLj为自由出流ht>1.3hLj

为非自由出流第29页/共98页2确定桥梁跨径长度L

1)自由出流时

当通过设计流量时，桥下近似为临界水深：式中BLj——桥下临界断面的水面宽度：(m)；Qs——设计流量(m3／s)；

vLj——临界流速(m／s)，计算时按允许不冲刷流速控制；

ω——临界断面处过水面积(m)；

ε——侧向挤压系数；第30页/共98页

当为多孔桥时，应考虑桥墩的阻水宽度：其中：N——中墩个数，d——中墩在水面线上顺桥跨方向的宽度(m)。当桥孔断面为矩形时，桥跨长度即等于BLj：

L=BLj(m)当桥孔断面为梯形时：L=BLj+2m△h

△h——桥梁上部构造底面高出设计洪水位的高度????(m).

△h=H－hLj＋△

第31页/共98页

自由出流时求桥梁跨径的思路：

1选定河床底部的铺砌材料，将桥孔尺寸设计成有其

允许流速正好等于设计流量对应的桥下平均临界流速。2不同的桥下断面形状，由平均临界水深与临界流

速vLJ

的关系求临界水深。求BLJ：对应允许流速，临界水深，过设计流量。第32页/共98页

2)非自由出流时（淹没出流）此时桥下水深即为河槽的天然水深，单孔:Qp=εBpht

则多孔过水断面的平均宽度：当桥孔为矩形断面时：L=Bp(m)当桥孔为梯形断面时:L=Bp+2m(△h+ht/2)

△h=H－ht＋△

第33页/共98页

非自由出流时求桥梁跨径的思路：

1选定河床底部的铺砌材料，将桥孔尺寸设计成过设

计流量时的流速等于铺砌材料的允许流速。2求Bp：对应允许流速，下游水深，过设计流量。第34页/共98页

如为斜交桥，斜度α，则所需桥跨长度：式中：b1——桥台宽度。第35页/共98页3计算桥前水深H

（H，vo未知）(1)自由出流时：由桥前断面与桥下临界断面的能量方程求H：其中上游vo需试算。——流速系数，由桥下水头损失而定，其值视桥台类型见附表1-32

vo——水深为H时的桥前流速(m／s),和断面形状有关。当Vo<~lm／s时，右边最后一项可略去不计；当Vo>lm／s时，Vo随H变化，试算。第36页/共98页

关键：式中vLJ、hLj、平均临界水深为根据最后选定孔径重新计算而得的桥下临界流速、最大临界水深和平均临界水深。所选择的净跨与计算跨境相差不超过10%，桥下临界流速、最大临界水深可不在计算。桥下断面规整化为矩形时：

第37页/共98页第38页/共98页(2)非自由出流时求H（H，vo未知）

式中：vj——根据最后选定的孔径计算的桥下流速(m／s)

第39页/共98页4确定桥头路堤及桥面最低标高

路堤最低标高＝河床最低标高+H+Δ(m)桥面最低标高=河床最低标高+H+Δ1+K(m)

式中：H——桥前水深(m)，

Δ——安全值，一般取Δ=0．5m；

Δ1——桥前水面至上部构造底面的净空高度(m)，由表1—7取定；K——桥梁上部构造的建筑高度(m)。第40页/共98页第41页/共98页第二节小桥水力计算

（简化：桥下断面矩形）一、水力图式

通过桥下的水流，由于受到桥头路堤和墩台的挤束，将使桥下流速增大。

若桥下水流压缩很小，则孔径偏大很不经济；

若压缩过大，虽然孔径可减小，节省工程数量，但会造成上游壅水淹没农田，桥下流速过大需要很坚固的河床加固，并且水流出桥后会冲刷河床及冲毁下游农田，直接影响路基和桥梁使用安全。

按照宽顶堰流理论，小桥下的水流可有自由出流及非自由出流(淹没出流)两种水力图式。第42页/共98页1自由出流(非淹没式宽顶堰)

当下游水深小于或等于临界水深的1．3倍时，桥下为临界水流状态，则为自由出流。桥下游天然水深不影响桥下水流出流，桥下的过水量仅与桥下临界水深有关，此种图式类似于流水通过非淹没式宽顶堰情况。水面二次跌落或变化。

自由出流的水力条件是：ht≤1．3hLj

ht——桥下游天然水深(m)；hLj——桥下临界水深(m)。第43页/共98页

2非自由出流（淹没式宽顶堰）当桥下游水深大于临界水深的1．3倍时，由于下游水位的顶托作用，桥下临界水深被淹没，桥下水深即为天然水深，形成非自由出流（淹没出流）。桥下游水深直接影响桥下水流出流，使桥下流速降低，过水流量比自由出流有所减少。此种水力图式类似水流通过淹没式宽顶堰情况。水面仅一次跌落。非自由出流的水力充分条件：ht>1.3hLj下游水深必须高于临界水深足够多，才能形成充分淹没的出流形式。必要条件：ht>hLj。第44页/共98页二、计算方法、步骤判定桥下水力图式为了确定桥下水力图式，必须先计算：1）桥下游河槽的天然水深2）桥下临界水深。第45页/共98页求设计流量有四种方法，但设计水位未知。沟槽的天然断面

多为不规则断面

1)

确定桥下游河槽的天然水深均匀流公式：Q=Av=A(1/n)R2/3i1/2

（1）试算法(作图法)先假定不同水位下的天然水深ht，即可从实测河床断面上求出过水面积ω及湿周χ，……Q，假设天然水深ht算出的流量等于设计流量时，便得最终ht。第46页/共98页

（2）公式法

将河床断面规则化，即用三角形代替，则ht可用下式计算：

Qs——设计流量(m3／s)；

α——河床边坡系数；

i——河床主河沟平均纵坡；m——河床糙率。α=B/2h第47页/共98页第48页/共98页用公式法求ht的步骤：A：按照等面积原理及与原河床断面线最接近的原则，将河床断面规则化。

B：在图上取任一水深h，则可量出相应的水面宽度B，即

可用下式计算边坡系数；

α=B/2h=（B/2）/hC：求htD：ht下的相应流速第49页/共98页vLj——桥下临界流速(m／s)，孔径计算时按桥下的允许不冲刷流速控

制，由附表1-35

----1-38查得。

hLj

——桥下临界水深(m)。

桥下临界水深桥：就是下平均临界水深原理：临界流方程：

2)确定桥下

的临界水深hLj

（矩形断面）第50页/共98页

3)判定水力图式

ht≤1．3hLj为自由出流ht>1.3hLj

为非自由出流第51页/共98页2确定桥梁跨径长度L

1)自由出流时

（桥下矩形时）

当通过设计流量时，桥下近似为临界水深：式中BLj——桥下临界断面的水面宽度：(m)；Qs——设计流量(m3／s)，

vLj——临界流速(m／s)，计算时按允许不冲刷流速控制；

ω——临界断面处过水面积(m)，

ε——侧向挤压系数；第52页/共98页

当为多孔桥时，应考虑桥墩的阻水宽度：其中：N——中墩个数，d——中墩在水面线上顺桥跨方向的宽度(m)。当桥孔断面为矩形时，桥跨长度即等于BLj：

L=BLj(m)第53页/共98页

自由出流时求桥梁跨径的思路：

1选定河床底部的铺砌材料，将桥孔尺寸设计成有其

允许流速正好等于设计流量对应的桥下平均临界流速。2若桥下规整为矩形，由临界水深hLj与临界流

速vLJ

的关系求临界水深。求BLJ：对应允许流速，临界水深，过设计流量。第54页/共98页

2)非自由出流时（淹没出流）（桥下矩形时）此时桥下水深即为河槽的天然水深，单孔:Qp=εBpht

则多孔过水断面的平均宽度：当桥孔为矩形断面时：L=Bp(m)第55页/共98页

非自由出流时求桥梁跨径的思路：

1选定河床底部的铺砌材料，将桥孔尺寸设计成过设

计流量时的流速等于铺砌材料的允许流速。2求Bp：对应允许流速，下游设计流量对应的天然水深，过设计流量。第56页/共98页

如为斜交桥，斜度α，则所需桥跨长度：式中：b1——桥台宽度。第57页/共98页3计算桥前水深H（桥上游天然断面，桥下矩形时）

（H，vo未知）(1)自由出流时：由桥前断面与桥下临界断面的能量方程求H：其中上游vo需试算。——流速系数，由桥下水头损失而定，其值视桥台类型见附表1-32

vo——水深为H时的桥前流速(m／s),和断面形状有关。当Vo<~lm／s时，右边最后一项可略去不计；当Vo>lm／s时，Vo随H变化，试算。第58页/共98页

关键：式中vLJ、hLj、平均临界水深为根据最后选定孔径重新计算而得的桥下临界流速、最大临界水深和平均临界水深。

所选择的净跨与计算跨境相差不超过10%，桥下临界流速、最大临界水深可不在计算。否则，要按选择的桥跨L重新计算临界水深及临界流速。桥下断面规整化为矩形时：

第59页/共98页第60页/共98页(2)非自由出流时求H（H，vo未知）

式中：vj——根据最后选定的孔径计算的桥下流速(m／s)

第61页/共98页4确定桥头路堤及桥面最低标高

路堤最低标高＝河床最低标高+H+Δ(m)桥面最低标高=河床最低标高+H+Δ1+K(m)

式中：H——桥前水深(m)，

Δ——安全值，一般取Δ=0．5m；

Δ1——桥前水面至上部构造底面的净空高度(m)，由表1—7取定；K——桥梁上部构造的建筑高度(m)。第62页/共98页总结：1、桥下游为天然断面，求设计流量对应的ht时；2、桥正下方可以规整为矩形，求临界水深和临界流速（也可为其它形状）；3、桥上游为天然断面，求vo,H时。第63页/共98页第64页/共98页4．表解法速算孔经1)根据河床土的性质或加固类型，按附表1-35——1-38确定允许不冲刷流速vy

。2)先按自由出流计算，由vy查附表2-1，可求：孔径系数、桥下临界水深hLj和桥前水深H。3)用试算法或公式法求桥下游天然水深ht；并判断水力图式

如为非自由出流，则重按非自由出流查附表2—2求解。如为自由出流，以上计算有效。4)计算桥跨长度：

L=孔径系数×Qs但最终取标准跨径5)验算桥头路堤及桥面最低标高。关键：式中vLJ、hLj、平均临界水深为根据最后选定孔径重新计算而得的桥下临界流速、最大临界水深和平均临界水深。此法的关键！！！2）求桥下游天然水深ht

5）求决定验算桥头路堤及桥面最低标高的H第65页/共98页小桥涵标准跨径：

0.75、1.0、1.25、1.5、2.02.5、3.0、4.0、5.0、6.0、8.0、10、13、16m标准跨径与净跨：标准跨径：两相邻墩中心墩中心之间的距离，或桥墩中线致桥台台背前缘之间的距离。对于拱桥，指净跨径。对于涵洞和通道，指净跨径。净跨径：对于梁式桥指设计洪水位线上相邻两桥墩（或桥台）的水平净距；对于拱桥指两起拱线间的水平距离。计算跨径：对于有支座的桥梁，是指桥跨结构相邻两个支座中心间的距离。对于拱式桥，是相邻拱脚截面形心之间的水平距离第66页/共98页公路小桥涵手册

正交钢筋混凝土盖板涵部分尺寸例：（1）标准跨径150径，净跨径110，板长148，板厚16，基础面在铺砌面以下40（70,95,120,145,170），基础面在铺砌面以下80（110,135.160,185,210））（2）标准跨境300，净跨径240，板长298，板厚18，基础面在铺砌面以下40（88,113,138,163,188,213,238,263,288，基础面在铺砌面以下80（128，153,178,203,228,253,278,303,328，（3）标准跨境500，净跨径440，板长498，板厚25，基础面在铺砌面以40（106,131,156,181,206,231,256,281306,331,356,381，406,431）基础面在铺砌面以下80（146,171,196,221,246,271,296,321,346,371,396,421,446,471）有不同涵高的工程数量表。第67页/共98页丘陵区某小桥，实测得如下资料：①河沟横断面如图4—20；②主河沟平均纵坡i=15％

？？？，

i=15‰，？？？；

③河床粗糙系数m=20；④河床最低点标高为100．00m。并计算得如下资料：①桥处中心桩路线设计标高为102.65②设计流量Q=22．Om3／s；

③过水面积ω＝14．4m2，水力半径R=0．486m(多余条件，实际上应该求出ht后求三角形断面的面积)。

试确定其孔径。算例第68页/共98页解：1)确定ht及vt①用试算法：假定天然水深ht=1.2m，则

Q相差不超过10％，可不重新计算。

即ht=1．20m；vt=1．52m／s。②用公式法：断面规则化后，由河床断面图求得水深为1．5m时，水面宽度B=30m，则边坡系数

α=B/2h=30/(2×1.5)=10，由i=15‰，Qs＝22m3／s，

ht＝1．13m？？（ht＝1．144m），与试算法结果相近;取ht=1.2mVt=Qs/ω=22/（Bh/2）=22/(αh2)=22/(10×1.22)=1.53(m／s)第69页/共98页2）

桥下临界水深hLj

已知条件中没有河床土质情况，若有，vy就有多种设计选用碎石垫层上的20cm单层片石铺砌加固河床，由ht＝1．2m，由涵洞手册查表1—38得vy=3.5m／s，则由式(5—22)求得：

3)判定水力图式1．3hLj=1．3×1．25=1．62(m)>ht=1．2m故桥下为自由出流。

第70页/共98页4)确定桥跨长度L选用八字墙式桥台，由涵洞手册表1—32查得ε=0．85

选用1—6．0m钢筋混凝土板式桥(建筑高度尺：0．28m)，净跨径为5．40m与5．92m相比孔径不超过10％可采用。求HhLj、vy时hLj、vy可不重新计算。否则，根据选定的净跨径求hLj、vy，再求H：第71页/共98页第72页/共98页

5)计算桥前水深H（H，vo未知）

按式(4—68)计算，其中查附表1-32得φ=0，92，

第一次试算，假定vo=vt=1.52m／s，则与假设的vo=1.52差别大于10%，重新假设vo=0.63，……与假设的vo=0.63差别大于10%，重新假设vo=0.57，……最终：H=1.97(m)；vo=0.57(m/s)试算顺序：vo----H----vo……第73页/共98页6)确定桥头路堤及桥面最低的控制标高路堤最低标高；100．00+2.0+0．50＝102．50(m)桥面最低标高：100．00+2.0+0．50+0．28=102．78(m)第74页/共98页

算例二已知条件同例一，试用表解法速算孔径。解：1)按加固类型单层片石铺砌vy取3．5m／s，

2)先按自由出流由vy=3．5m／s查表4—1得，

孔径系数=0．27hLj=1.25mH=2.02m3)求ht:用例一的方法求得ht=1．20m；

①用试算法：假定天然水ht=1.2m，则Q相差不超过10％，可不重新计算。

即ht=1．20m；vt=1．52m／s。

②用公式法:略第75页/共98页4)判定水力图式，同例一；

1．3hLj=1．3×1．25=1．62(m)>ht=1．2m

故桥下为自由出流。5)计算桥跨长度：

L=孔径系数×Qs=0.27×22=5．94(m)6)确定桥头路堤及桥面最低标高，试算。同例一。第76页/共98页小桥孔径确定另解:先选择桥孔尺寸……1，求过设计流量时的天然河沟水深：桥下有水深ht的近似值。2，按选择一个标准孔径对应的净跨径，将桥下断面规整成矩形，

求净跨对应的临界水深。3，判断桥下水流图示。4，按相应的水力图示对应的公式求桥下速度。5，按速度选择桥下铺砌材料，或者按天然河沟情况求冲刷深度。关键：可能需重复计算，如果希望是某种水力图示、某种铺砌材料的话。第77页/共98页第三节涵洞水力计算

涵洞孔径计算特点

1)要求跨径与台高应有一定的比例关系，其经济比例通常

1：1～1：1．5，涵洞孔径计算除解决跨径尺寸外，同时还

应从经济角度出发确定涵洞的台高。2）孔径小、孔道长，计算孔径时要考虑洞身过水阻力的影响。

3)如果计算孔径时仍按人工加固河床的允许不冲刷流速控制，

过高的积水使涵洞和路堤使用安全受到威胁，因此控制涵前水深和满足孔径断面一定的高宽比例则是涵洞孔径计算的重要控制条件。

4)为提高泄水能力，最大限度地缩小孔径，降低工程造价，在

涵洞孔径计算中要考虑水流充满洞身触及洞顶的情况。第78页/共98页

一、水力图式及孔径计算1无压力式

其水力图式相当于水力学中的自由式宽顶堰，从泄水能力上讲其计算方法与自由出流的小桥相同。（1）判别条件：

对于普通进水口(包括端墙式、八字式、平头式等)H≤1．2hd

对于流线型进口(有升高管节进口，流线型进口，喇叭进口的涵洞)H≤1.4hd

第79页/共98页涵前水深H可近似计算：H=1.15(hd-Δ)Δ:涵洞进水口处水面以上的最小净空，附表1-8第80页/共98页

（2）计算公式第81页/共98页一个公式中有两个未知数B、H，要试算。hd/B=1---1.5。各尺寸近似相互关系：H=hj/βhj=hd-△

hj——洞口处水流深度(m)，按洞口最小净高控制。β——进水口处壅水降落曲线，通常采用β＝0.87。hd——涵洞净空高度(m)，计算时可先初步拟定。Δ——进水口涵洞净