桥梁工程水文计算

/2、水文计算基本资料：桥位于此稳定河段，设计流量，设计水位，河槽流速，河槽流量，河槽宽度，河槽平均水深，自然桥下平均流速,断面平均流速，水面宽度，河岸凹凸岸曲率半径的平均值，桥下河槽最大水深。2.1桥孔长度依据我国公路桥梁最小桥孔净长度Lj公式计算。该桥在稳定河段，查表知K=0.84，n=0.90。有明显的河槽宽度Bc，则有：换算成平面半径R=1500的圆曲线上最小桥孔净长度为154.23m。2.2桥孔布置图依据河床断面形态，将左岸桥台桩号布置在K52+325.00。取4孔40m预应力混凝土T形梁为上部结构；钻孔灌注桩双柱式桥墩，桩径为1.6m，墩径取1.4m；各墩位置和桩号如图1所示；右桥台桩号为K52+485.00；该桥孔布置方案的桥孔净长度为155.80m大于桥孔净长度154.23m，故此桥孔布置方案是合理的。2.3桥面最低高程河槽弗汝德系数Fr=。即，设计流量为缓流。桥前出现壅水而不出现桥墩迎水面的急流冲击高度。2.3.1桥前壅水高度Z和桥下壅水高度Zq冲刷前桥下流速=自然桥下平均流速vom=3.00m/s自然淤积孔隙率n为0.4，则自然空隙比e取0.67，查表知d50=3mm冲刷前桥下流速：=m/s系数Kn=Ky=桥前最大壅水高度：Z=m桥下壅水高度取洪水和河床条件为一般状况，则：Zq=Z=0.16m浪高h2计算风速为21.53m/s，浪程内平均水深取河床平均水深8.60m，汛期顺风向到达桥位断面形成的最大水面风距为1450m。浪高计算如下：=0.39m。因/=0.39/8.60=0.047＜0.1，应取KF=2.42，则波浪高度：h2=KF=2.42×0.39=0.94m按《公路工程水文勘测设计规范》，静水面以上浪高取2/3的波浪高度计0.66h2；另外，波浪在墩前被阻挡时，墩前波浪高度将雍高，近似取雍高值为0.2h2，这样，静水面以上的波浪高度为波浪全高的0.86倍，即0.86h2=0.86×0.94=0.81m。波浪坡面爬高和河岸凹岸超高桥头路堤和导流堤顶面高程应计入波浪坡面爬高，按式he=KKvR0计算。桥位在河湾内，桥面最低高程应计入两岸超高的一半，即0.5hw。hw=m凹岸对水流中线的超高为0.5hw=0.15m按设计洪水通过要求的桥面最低高程Hmin=Hs+=Hs+0.5Z+0.86h2+0.5hw++=457.00+0.16+0.81+0.15+0.5+2.70=461.32m按Ⅵ-（1）级航道航道通航标准，要求的桥面最低高程Ⅵ-（1）级航道最高通航水位的重现期为5年，对应最高通航水位，由p=1/5的流量即Q20%，计算相应的水位H20%求得H20%=455.00；通航净空高度为6.00m；通航净宽为30m。Hmin=Htn+HM+=455.00+6.00+2.70=463.70m以上计算结果表明，通航要求限制桥面高程，桥面最低高程确定为463.70m。2.4此冲刷为非粘性土河床冲刷，桥下断面一般冲刷后水深hp按一般冲刷64-2简化公式计算hp=按一般冲刷64-1公式计算2.5桥墩局部冲刷深度hb桥墩为双柱墩，墩柱直径1.40m，查墩形系数表=1.0，计算墩宽B1=1.40m。65-2公式行近水流；=起动流速m/s，起冲流速m/s，，为动床冲刷。65-2修正公式行近水流；起动流速=起冲流速=1.0，B1=1.40m；hb的回来值K=0.46hb的上限值K=0.60依据输沙平衡原理，当流速大于很多时，将出现冲刷坑内输沙平衡，冲刷不再增加。例中，大约为=0.54m/s的8倍，冲刷深度还以0.54次方的指数函数增大，和实桥资料分布趋势不同。取值较为适宜。2.6桥墩的最低冲刷线高程2.7桥台冲刷依据地形图桥位断面左右岸均有河滩，阻挡河滩水流长度各为LD=10m，阻水较多冲刷较深。按交通部科技攻关公式计算：桥台形式接受带竖直前墙和上下游锥坡，两岸河滩受阻水流弗汝徳系数：两岸分别阻水面积：桥台冲刷深度：2.8桥台最低冲刷线高程上式计算的桥台冲刷深度是平均床面高程以下的一般冲刷和局部冲刷总深度。两岸平均水深ht=1.49m桥台最低冲刷线高程Hmin=Hs-ht-hs=457.00-1.49-3.95=451.56m2.9计算结果分析桥墩最低冲刷线高程为435.41m，桥台最低冲刷线高程为451.56m，表