大中桥孔径计算

第五章大中桥孔径计算桥位河段水流图式和桥孔布设原则本章内容要览桥孔长度桥面高程第一节桥位河段水流图式和桥孔布设原则大中桥孔径设计的任务是根据设计流量、设计水位、设计流速，推算出桥孔的最小长度和桥面中心的最低高程，作为确定桥孔方案的依据。

建桥以后，河流受到桥头引道的压缩和墩台阻水的影响，改变了水流和泥沙运动的天然状态，引起河床的冲淤变形，导致水流对桥梁墩台基础的冲刷，危及桥梁的安全。因此，孔径的计算和布置，应以建桥前后桥位河段内水流和泥沙运动的客观规律为依据。

1、桥位河段水流图式

（flowpatternofbridgelocationreach）建桥后桥位河段的水流和泥沙运动状态是桥孔水力计算的依据，但桥位河段水流和泥沙运动十分复杂，且建桥时无法知道建桥以后的变化情况，目前只能在某些假定和实验的基础上，对缓流河段（弗汝德数Fr<1）提出简化的水流图式，该水流图式适用于我国大多数桥梁孔径的计算。

水流图式反映了建桥以后桥孔长度、桥前壅水和桥下冲刷三者之间的关系，可以作为桥孔设计的依据。LB①②③③’④........h0桥墩J<JkΔhy2、桥孔布置的原则

桥位选定后，桥孔的位置和大小，应与天然断面的流量分配相适应，要满足泄洪排沙的要求。各类河段桥孔布设应符合下列要求：（1）山区河流

峡谷河段一般宜单孔跨越，桥台不得深入河槽，墩台基础可置于不同高程的基岩上。开阔河段容许桥头路堤压缩河滩，但不能压缩河槽。（2）平原河流顺直微弯和蜿蜒河段上，应预测河湾的发展和深泓线的摆动，在深泓线的摆动范围内应布设桥孔；分叉河段上，应在分叉道上分别架桥，对滩槽不稳定的分叉河段，各叉桥孔应预估各叉道分流比例的变化，各分叉过流能力之和应为上游分叉前的全河总流量的1.2~1.8倍，越不稳定的分叉河段，取值越大；游荡型河段上，桥孔不宜过多压缩河床，应结合治理规划，辅以必要的整治工程，在深泓线可能摆动的范围内均应布设桥孔。（3）山前区河流冲积漫流（山前扩散）河段上，桥位宜在河流上游狭窄段或下游收缩处跨越。若桥位河床宽阔，水流具有明显的分支时，可采用一河多桥的方案，并在各桥间设置人字形封闭导流堤。桥下净空应考虑河床淤积的影响。山前变迁河段上，允许压缩河滩，但需辅以适当的调治建筑物。河滩路堤内不宜设置小桥或涵洞。如采用一河多桥的方案，临近主河槽的支叉需堵截。

第二节

桥孔长度

（TheLengthofBridgeOpening）

桥涵分类

多孔跨径总长

L(m)

单孔跨径

L0(m)

特大桥

L≥1000

L0≥100

大桥100≤L<100040≤L0<100

中桥30<L<10020≤L0<40

小桥8≤L≤305≤L0<20

涵洞

L<8

L0<5桥梁涵洞分类

桥孔长度计算（大中桥）

（TheLengthofBridgeOpening）桥孔长度是指相应于设计洪水位时两桥台前缘之间的水面宽度，常以L表示，扣除全部桥墩宽度后的长度，称为桥孔净长。

桥孔最小净长度是指在给定的水文和河床条件下，安全通过设计洪水流量所必需的最小桥孔净长度，以Lj表示。桥梁的净跨径是指在设计水位下，相邻桥梁墩台之间的距离，总跨径等于多孔净跨径之和。桥孔长度的计算方法冲刷系数法经验公式法一、我国贷款交易的产生和发展我国当前的贷款交易主要是以信贷资产转让的形式来实现的，目前尚处于起步阶段。1998年起，部分金融机构开展了贷款转让交易的尝试，主要是国有商业银行处置不良资产以及零星的未到期银行贷款转让活动，参与者主要是商业银行和金融资产管理公司。1998年7月，中国银行上海市分行和广东发展银行上海分行签订了转让银行贷款债权的协议，这是国内第一笔贷款转让业务。2002年8月，民生银行正式获得中国人民银行批准开展贷款转让业务，民生银行上海分行率先与锦江财务公司开展了2亿元的贷款受让业务。2003年7月，中国银监会批准光大银行开办贷款转让业务。随后贷款转让业务在银行间逐步开展起来。2007年银监会颁布《银团贷款业务指引》，其中明确表示允许银团贷款成员在依法合规的基础上进行银团贷款转让，以促进银团贷款二级市场的发展，同时规定银团贷款协议中“约定必须经借款人同意的，应事先征得借款人同意”，以维护借款人利益。2010年9月25日，由中国银行间市场交易商协会主办，全国银行间同业拆借中心、银行间市场清算所股份有限公司协办的《贷款转让交易主协议》签署暨贷款转让交易启动仪式在上海隆重举行。《贷款转让交易主协议》的签署暨贷款转让交易启动仪式的进行标志着我国贷款交易市场初步建立起来。贷款转让交易系统启动的首日达成3笔交易，转让本金9000万元。工行发送首批贷款转让报价，金额合计4.8亿元，该行与交行达成首笔整体转让成交，转让本金额4000万元，贷款期限11个月，剩余贷款期限3个月；而浦发银行和晋城市商业银行则达成首笔可拆分转让协议，转让本金额3000万元，贷款期限6个月，剩余贷款期限2个月20天。截止2010年末，已有49家机构签署《贷款转让交易主协议》。目前，贷款转让交易系统上的报价和交易尚不活跃，影响其活跃的主要因素有：平台上线时间较短，入市机构仍较少；部分入市机构尚处于制定内部流程阶段，尚未开展业务；参与主体类型单一，市场需求同质化；贷款转让市场面临一定的政策法律限制，财税配套制度尚未健全等。二、贷款交易的作用贷款交易具有以下几个方面的作用：(1)满足金融管理当局的监管要求。(2)调整贷款结构。(3)获取投资收益。(4)贷款交易很可能发生在某个银行集团下属银行之间，从而实现包括税收优惠等有利条件。(5)完善了贷款市场体系。三、贷款交易方式目前贷款交易主要包括贷款转让、贷款参与和贷款更新三种方式。四、贷款交易流程(一)确定交易对手(二)签署保密协议或承诺(三)尽职调查(信用调查、贷款资产评估等)(四)贷款交易日(五)交易的确认(六)签署交易执行文件(七)交易结算(八)通知借款人五、我国贷款交易的限制性规定目前，我国的贷款交易市场正处于起步阶段，入市机构仍较少，交投尚不活跃，贷款交易市场还面临一定的政策法律限制。(一)我国的贷款交易必须是整体性交易，不允许拆分式交易(二)我国的贷款交易必须是买断式交易，不允许回购或双买断(三)我国的贷款交易形式上必须是贷款更新，不允许贷款转让和贷款参与(四)我国的贷款交易主体必须是银行金融机构，不允许非银行金融机构参与(五)我国的贷款交易必须是无追索权的贷款交易，不允许设有风险自留(六)我国的贷款交易主要集中在正常贷款

1、冲刷系数法河床冲刷停止时的流速，称作冲止流速；冲刷后的过水面积A冲后与冲刷前的过水面积A冲前之比称作冲刷系数：所谓冲刷系数法，即以冲刷系数P为控制条件推求桥下河槽冲刷前的最小过水面积，从中确定桥孔最小净长度的计算方法，故又称过水面积控制法。冲刷前后桥下断面的变化有效过水面积净过水面积

桥台（bridgeabutment）

桥台（bridge

abutment）桥墩（bridgepier）LZSljl冲刷前桥下的毛过水面积Aq（即设计水位下冲刷前两桥台间的总面积）由下面三部分组成：（1）Ad—冲刷前桥墩、桥台所占的桥下过水面积；（2）Ax—冲刷前由墩台侧面涡流（立轴副流）形成滞水区，所阻断的过水面积；（3）Ay—冲刷前桥下实际的过水面积（称作有效过水面积）。墩台折减系数桥墩水流侧向压缩系数桥下通过设计洪水时所需的最小毛过水面积Aq

因为故冲刷前的有效过水面积为冲刷后的有效过水面积为设冲刷前后的水位不变，根据水流连续性方程，可得:利用上式，可求得桥下通过设计洪水时所需的最小毛过水面积Aq。然后在桥位断面图上布设桥孔，当实际设计布设的桥孔设计方案中的毛过水面积大于或等于Aq的计算值时，则满足设计要求。例5.1已知某桥位断面及地质钻孔资料如图5-10和表5-15所示，桥位河段属于山区开阔河段，设计水位997.061m，设计流量2074m3/s。河床比降为5‰，平滩水位为994.828m，滩槽分界点里程桩号为K118+565.3m和K118+660m，河槽糙率系数为35，河滩糙率系数为25，河床土层分界点标高为990m、982m、978m，水流与桥位正交。试用冲刷系数法确定：a)桥孔长度；例5.1图采用冲刷系数法计算 初步拟定，上部结构采用预应力混凝土简支梁，等跨布置跨径30m，下部结构采用双柱式桥墩，并假定墩径1.3m。查表5-1，选用P＝1.25；查表5-2，桥墩水流侧向压缩系数μ＝0.95；折减系数；河槽的天然平均流速作为设计流速。采用式（5-12）可得通过设计流量时所需的桥下最小毛过水面积：式中：Aqj——桥下毛过水面积计算值。拟定将左岸0号桥台前缘置于里程K118+560m处，采用4跨，跨径30m，依次向右布置，4号桥台前缘置于里程K118+680m，其桥孔净长 m

计算桥下实际的毛过水面积＝391.65－8.31＝383.34m2——桥下毛过水面积实际值；——桥下右河滩被压缩的过水面积。

实际桥孔布置方案的毛过水面积与按设计流量计算所需要的毛过水面积相比，实际值大于计算值，且相差不大。此布设方案符合所需要的桥下最下过水面积。

2、经验公式法（empiricalformula）

桥孔最小净长度宜符合下列规定：（1）峡谷河段

可不做桥孔最小净长计算，直接按河床地形布孔，不宜压缩河槽。（2）开阔、顺直微弯、分叉、弯曲河段及滩、槽可分的不稳定河段

宜按下式计算：式中，Lj

为桥孔最小净长，m；

Qc为河槽流量；m3/s；

Bc为河槽宽度，m；

Kq、n3为系数和指数。（3）宽滩河段

宜按下式计算：式中，β为水流压缩系数，；

qc为河槽平均单宽流量，m3/(s·m)；

Qt为河滩流量，m3/s。（4）滩、槽难分的不稳定河段

宜按下式计算：式中，B0为基本河槽宽度，m；

为年最大洪峰流量均值；m3/s；为河床泥沙平均粒径，m；

CP为洪水频率系数；

Q2%为五十年一遇洪水流量，m3/s。3、标准跨径的选择

桥涵标准跨径（m）

0.75，1.0，1.25，1.5，2.0，2.5，3.0，4.0，5.0，6.0，8.0，10，13，16，20，25，30，35，40，45，50，60

对梁式桥、板式桥，标准跨径为桥墩中心线之间的距离；拱式桥（涵）、箱涵、圆管涵，标准跨径为净跨径。

跨径在60m以下的桥梁，一般应选用标准跨径。二．经验公式法《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30-2002）规定：对峡谷性河段，不宜压缩河槽，一般按地形布孔，不作桥长计算。河槽宽度公式单宽流量公式基本河宽公式1.河槽宽度公式适用于开阔、顺直微弯、分汊、弯曲河段及滩、槽可分的不稳定河段。桥孔最小净长度：—桥孔最小净长度（m）；—设计流量（m3/s）；—河槽流量（m3/s）；—河槽宽度（m）；系数和指数，按表采用。2.单宽流量公式对于宽滩性河段，考虑桥下河床单宽流量的重新分布而建立桥孔最小净长度公式。3.基本河宽公式适用于滩槽难分的不稳定河段。桥孔最小净长度：例5.1用经验公式计算该桥位河段属山区开阔河段，可用式（5-14）进行计算。注:此结果是桥下宣泄设计洪水所需要的最小孔径例5.2某宽滩河段，河床断面宽度1300m，河槽宽度430m，设计流量5620m，河槽流量4300m3/s，原拟桥孔长度550m，试验算所拟桥孔是否合适。用经验公式其中所拟桥孔较大，可适当减小。桥孔布设是桥位确定以后的重要工作，桥孔布设是否合理。可能会对桥梁安全、桥梁两侧引道及桥梁墩台的稳定、桥梁及引道工程投资、桥位两侧防洪排涝、桥梁上、下游若干范围内经济发展等造成直接或间接影响。故应慎重对待。桥孔设计长度除应满足上节计算的最小净长度外，尚应结合桥位地形、桥前壅水、冲刷深度、河床地质情况，作出不同桥长的技术经济比较，综合论证后确定。第三节桥面设计高程

TheDesignHeightofBridgeDeck桥面高程是指桥面中心线上最低点的高程。它必须满足桥下通过设计洪水、流冰、流木和通航的要求。并且应该考虑壅水、波浪、水拱、河湾凹岸水面超高等各种因素引起的桥下水位升高以及河床淤积的影响。一．桥面高程的确定

1.不通航河流(1)按设计水位计算桥面最低高程时

(2)设计最高流冰水位计算桥面最低高程时

桥面设计高程不应低于上述两者中的较大值。2.通航河流除应满足不通航河流的要求式（1）和式（2）外，同时应满足设计最高通航水位的要求：（3）设计最高流冰水位计算桥面最低高程时桥面设计高程不应低于上述三者中的最大值。水上过河建筑物通航净空h

HM

bBM设计最低通航水位设计最高通航水位二．水位以及引起桥下水位升高的因素计算1．设计水位Hs和设计最高通航水位Htn的推算2．壅水高度的计算3．波浪侵袭高度的计算4．河湾超高5．河床淤积高度1．设计水位Hs和设计最高通航水位Htn的推算设计流量Qs为与设计洪水频率P相应的流量。通航流量Qtn为与通航洪水重现期（通航洪水频率的倒数）相应的流量，《内河通航标准》（GB50139-2004）中规定天然河流设计最高通航水位标准见表5-8。桥梁设计洪水的频率标准交通部2014年发布的《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）中规定了桥涵设计的洪