2018新规范桥涵水文计算表格_第1页
2018新规范桥涵水文计算表格_第2页
2018新规范桥涵水文计算表格_第3页
2018新规范桥涵水文计算表格_第4页
2018新规范桥涵水文计算表格_第5页
已阅读5页,还剩9页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

水文计算书,,,,,,,,

,,,,,,,,,

一、桥位概况,,,,,,,,

河沟发源于水库,河沟总长约为14.6km。本桥所跨河沟及河滩较宽,河水较深,沟岸无坍塌现象,流速较慢,常水位较深,水深1.4~1.8m,河中少许水草,两岸阶地表层以黏土为主,下伏细砂层~卵石层。,,,,,,,,

,,,,,,,,,

,,,,,,,,,

,,,,,,,,,

二、设计流量计算,,,,,,,,

流域面积,,,,F=,46.7,km2,,

主河沟长度,,,,L=,14.6,km,,

主河沟平均坡降,,,,I=,1.54‰,,,

(一)根据小流域设计暴雨洪水流量推理公式(适用于流域面积F≤500km2),,,,,,,,

,Qp=,0.278(Sp/τn-μ)F,,,,,,

查《广西小桥涵最大一小时雨量Sp(p=1%)等值线图》得,,,,,,,,

,,,,S1%=,100.00,mm/h,,

查《广西小桥涵设计暴雨流量计算》表三,,,,丘陵区,,,,

,,,,K=,0.42,,,

,,,,α=,0.419,,,

计算得汇流时间,,,,τ=,K(L/I0.5)α,,,

,,,,=,1.18,h,,

查《广西小桥涵设计暴雨流量计算》附图五,,,,,,,,

,,,,n=,0.702,,,

计算得损失参数,,,,μ=,0.45(Sp/τn)1.05,,,

,,,,=,50.14,mm/h,,

代入公式得,,,,Q1%=,0.278(Sp/τn-μ)F,,,

,,,,=,504.8,m3/s,,

(二)设计流量取值,,,,,,,,

根据上述计算结果,取设计流量,,,,,,,,

,Q1%=,504.8,m3/s,,,,,

,,,,,,,,,

,,,,,,,,,

,,,,,,,,,

,,,,,,,,,

,,,,,,,,,

,,,,,,,,,

三、根据设计流量推算百年一遇的设计洪水位Hs,,,,,,,,

1.采用形态法试算,,,,,,,,

,河段处洪水比降i=,0.00154,,,,,,

,假设设计水位Hs=,102.20m,,列表计算如下:,,,,,

桩号,河床高程,水深,平均水深,水面宽度,过水面积,累计面积,合计,

,(m),(m),(m),(m),(m2),(m2),,

5.34,102.20,0.00,,,,,左河滩:,

8.28,100.45,1.75,0.88,2.9,2.57,2.57,Atz=,18.10m²

10.25,100.40,1.80,1.78,2.0,3.51,6.08,Btz=,11.32m

12.22,100.35,1.85,1.83,2.0,3.60,9.68,htz=,1.60m

14.19,100.30,1.90,1.88,2.0,3.70,13.38,,

16.66,100.29,1.91,1.91,2.5,4.72,18.10,,

16.66,100.29,1.91,,,,,,

19.20,98.99,3.21,2.56,2.5,6.50,6.50,,

21.71,98.70,3.50,2.70,2.5,6.79,13.29,,

25.37,96.42,5.78,4.64,3.7,16.97,30.26,,

32.05,96.10,6.10,5.94,6.7,39.71,69.97,,

35.54,96.03,6.17,6.14,3.5,21.37,91.33,,

38.60,96.44,5.76,5.97,3.1,18.26,109.60,河槽:,

39.32,98.85,3.35,4.56,0.7,3.29,112.89,Ac=,135.04m²

42.44,99.40,2.80,3.07,3.1,9.60,122.49,Bc=,31.98m

45.54,100.18,2.03,2.41,3.1,7.47,129.96,hc=,4.22m

48.64,100.95,1.25,1.64,3.1,5.08,135.04,,

48.64,100.95,1.25,,,,,,

49.75,100.91,1.29,1.27,1.1,1.41,1.41,,

50.85,100.86,1.34,1.29,1.1,1.43,2.83,右河滩:,

51.96,100.82,1.38,1.36,1.1,1.50,4.34,Aty=,9.34m²

53.06,100.77,1.43,1.40,1.1,1.55,5.89,Bty=,8.04m

54.17,100.73,1.47,1.45,1.1,1.60,7.49,hty=,1.16m

56.68,102.20,0.00,0.73,2.5,1.85,9.34,,

查《桥位设计》表5.4.1得,,,,,,,,

,,河槽糙率系数,mc=,40,,,,

,,河滩糙率系数,mt=,25,,,,

代入公式求得,,,,,,,,

a.,河槽形态断面平均流速,,vc=,mchc2/3i1/2,,,,

,,,=,4.10,m/s,,,

,河槽形态断面流量,,Qc=,Acvc,,,,

,,,=,553.4,m3/s,,,

b.,左河滩形态断面平均流速,,vtz=,mthtz2/3i1/2,,,,

,,,=,1.34,m/s,,,

,左河滩形态断面流量,,Qtz=,Atzvtz,,,,

,,,=,24.3,m3/s,,,

c.,右河滩形态断面平均流速,,vty=,mthty2/3i1/2,,,,

,,,=,1.08,m/s,,,

,右河滩形态断面流量,,Qty=,Atyvty,,,,

,,,=,10.1,m3/s,,,

故:,全形态断面总流量,,Q=,Qc+Qtz+Qty,,,,

,,,=,587.8,m3/s,,,

,全形态断面平均流速,,v0=,Q/(Ac+Atz+Aty),,,,

,,,=,3.62,m/s,,,

,,,计算流量与设计流量误差=,(587.8-,580.0)/,580.0=,1.34%,

2.采用曼宁公式拟合流量试算,,,,,,,,

,假设设计水位Hs=,102.20m,,列表计算如下:,,,,,

河槽部分,,,,,,,,

水位,比降,糙率系数,过水断面,湿周,水面宽,水力半径,流速,流量

H,i,m,A,χ,B,R=A/χ,v=mRc2/3i1/2,Q=vA

102.20,0.0015,40.0,6.50,2.85,2.54,2.3,2.7,17.7

102.20,0.0015,40.0,6.79,2.53,2.51,2.7,3.0,20.6

102.20,0.0015,40.0,16.97,4.31,3.66,3.9,3.9,66.4

102.20,0.0015,40.0,39.71,6.69,6.69,5.9,5.1,204.1

102.20,0.0015,40.0,21.37,3.48,3.48,6.1,5.3,112.3

102.20,0.0015,40.0,18.26,3.09,3.06,5.9,5.1,93.7

102.20,0.0015,40.0,3.29,2.52,0.72,1.3,1.9,6.2

102.20,0.0015,40.0,9.60,3.17,3.12,3.0,3.3,31.5

102.20,0.0015,40.0,7.47,3.19,3.10,2.3,2.8,20.6

102.20,0.0015,40.0,5.08,3.20,3.10,1.6,2.1,10.9

,河槽流量Qc=,583.9,m3/s,,河槽平均流速vc=,4.32,m/s,

左河滩部分,,,,,,,,

水位,比降,糙率系数,过水断面,湿周,水面宽,水力半径,流速,流量

H,i,m,A,χ,B,R=A/χ,v=mRc2/3i1/2,Q=vA

102.20,0.0015,25.0,2.57,3.42,2.93,0.8,0.8,2.1

102.20,0.0015,25.0,3.51,1.97,1.97,1.8,1.4,5.0

102.20,0.0015,25.0,3.60,1.97,1.97,1.8,1.5,5.3

102.20,0.0015,25.0,3.70,1.97,1.97,1.9,1.5,5.5

102.20,0.0015,25.0,4.72,2.47,2.47,1.9,1.5,7.1

右河滩部分,,,,,,,,

水位,比降,糙率系数,过水断面,湿周,水面宽,水力半径,流速,流量

H,i,m,A,χ,B,R=A/χ,v=mRc2/3i1/2,Q=vA

102.20,0.0015,25.0,1.41,1.11,1.10,1.3,1.2,1.6

102.20,0.0015,25.0,1.43,1.11,1.10,1.3,1.2,1.7

102.20,0.0015,25.0,1.50,1.11,1.10,1.4,1.2,1.8

102.20,0.0015,25.0,1.55,1.11,1.10,1.4,1.2,1.9

102.20,0.0015,25.0,1.60,1.11,1.10,1.4,1.3,2.0

102.20,0.0015,25.0,1.85,2.91,2.52,0.6,0.7,1.3

,河滩流量Qt=,35.4,m3/s,,河滩平均流速vt=,1.29,m/s,

,全断面流量Q=Qc+Qt=,619.3,m3/s,,全断面平均流速v=,3.81,m/s,

,,计算流量与设计流量误差=,(619.3-,580.0)/,580.0=,6.78%,,

,,综上,取百年一遇设计洪水位H1%=,102.20,m,与调查历史洪水位,,101.50m,基本相符。,

四、桥孔长度计算,,,,,,,,

根据《公路工程水文勘测设计规范》(JTGC30-2015)附录A,桥位处河段为,,,,,,弯曲河段。,,

,桥孔最小净长度按下列第,,(一),种情况的公式计算:,,,,

,(一)开阔、顺直微弯、分汊、弯曲河段及滩、槽可分的不稳定河段,,,,,,,

,,Lj=,Kq(Qp/Qc)n3Bc,,,,,

,,式中:Qp=,619.3,m3/s,,,,

,,Qc=,583.9,m3/s,,,,

,,Bc=,31.98,m,,,,

,查《公路工程水文勘测设计规范》(JTGC30-2015)表7.2.1得:,,,,,,,

,,Kq=,0.95,,,,,

,,n3=,0.87,,,,,

,则,Lj=,32.0,m,,,,

,(二)宽滩河段,,,,,,,

,,Lj=,Qp/(βQc),,,,,

,,β=,1.19(Qc/Qt)0.10,,,,,

,式中:,Qp=,619.3,m3/s,,,,

,,Qc=,583.9,m3/s,,,,

,,Qt=,35.4,m3/s,,,,

,,Bc=,31.98,m,,,,

,,qc=,Qc/Bc,,,,,

,,=,18.26,m3/s,,,,

,则,Lj=,21.5,m,,,,

,(三)滩、槽难分的不稳定河段,,,,,,,

,,Lj=,CpB0,,,,,

,,B0=,16.07(Q00.24/d00.3),,,,,

,,Cp=,(Qp/Q2%)0.33,,,,,

,式中:,Qp=,619.3,m3/s,,,,

,,Q2%=,#REF!,m3/s,,,,

,,`Q=,#REF!,m3/s,,,,

,,`d=,0.010,m,,,,

,则,Lj=,#REF!,m,,,,

,故取桥孔最小净长度,Lj=,32.0,m,,,,

,,因河流与路线方向的交角α为,90,°,,,,

,故桥长,L=Lj/cosα=,32.0,m,,,,

,,经综合考虑,桥跨布置为:,3×20m,,,,,

五、桥面高程计算,,,,,,,,

按设计洪水位计算高程,,,,,,,,

,,Hmin=,Hs+∑△h+△hj+△h0,,,,,

,式中:,,,,,,,

,,设计水位Hs=,102.20,m,,,,

,,∑△h—,壅水、浪高、水拱等总高度,一般仅考虑壅水及浪高,,,,,

,,△hj—,桥下净空安全值,,,,,

,,△h0—,建筑高度,,,,,

(一)求算∑△h,,,,,,,,

先判断桥前出现壅水或溅高,,Fr=,vc2/ghc,,,,,

,,=,0.45,<1,桥前出现壅水,,,

,故计算壅水和浪高,∑△h=,△zq+△hz,,,,,

1.求算桥前壅水高度△z和桥下壅水高度△zq,,,,,,,,

采用《桥位设计》公式13-4-1计算:,,,,,,,,

,,△z=,KNKy(vM2-voM2)/2g,,,,,

,式中:,,,,,,,

,,KN=,2/(vM/voM-1)0.5,,,,,

,,Ky=,0.5/(vM/g0.5-0.1),,,,,

,,vM=,v'M/[1+0.5d50-0.25(v'M/vc-1)],,,,,

a、求算冲刷后桥下的平均流速vM与建桥前桥孔部分的平均流速voM,,,,,,,,

,,设计流量Qs=,580.0,m3/s,,,,

,,桥下两桥台前墙间的过水面积AG=,162.47,m2,,,,

,,桥墩阻水面积Ad=,9.01,m2,,,,

,,冲刷前桥下流速v'M=,QS/(AG-Ad),,,,,

,,=,3.78,m/s,,,,

,,河床中值粒径或平均粒径d50=,20,mm,,,,

,,河槽的平均流速vc=,4.32,m/s,,,,

,于是,vM=,v'M/[1+0.5d50-0.25(v'M/vc-1)],,,,,

,,=,3.90,m/s,,,,

,,建桥前(河岸开挖后)河槽过水面积A0=,174.21,m2,,,,

,于是,v0M=,QS/A0,,,,,

,,=,3.33,m/s,,,,

b、求参数KN,,,,,,,,

,,KN=,2/(vM/voM-1)0.5,,,,,

,,=,4.85,,,,,

c、求参数Ky,,,,,,,,

,,Ky=,0.5/(vM/g0.5-0.1),,,,,

,,=,0.44,,,,,

,从而求得,△z=,KNKy(vM2-voM2)/2g,,,,,

,,=,0.44,m,,,,

桥下最大壅水高度△zq取0.5△z,,,,,,,,,

,则,△zq=,0.22,m,,,,

2.求算浪高△hz,,,,,,,,

,,△hz=,KF△hz0,,,,,

,其中:,△hz0=,0.13th[0.7(gh0/vw2)0.7]th{0.0018(gD/vw2)0.45/0.13th[0.7(gh0/vw2)0.7]}/(g/vw2),,,,,

,,KF为系数,当△hz0/h0<0.1时,取2.42;当△hz0/h0≥0.1时,取2.30,,,,,,

,,风速vw=,15,m/s,,,,

,,浪程D=,200,m,,,,

,,沿浪程平均水深h0=,1.38,m,,,,

,则,g/vw2=,0.04,/m,,,,

,,gD/vw2=,8.71,,,,,

,,gh0/vw2=,0.06,,,,,

,,计算可得△hz0=,0.10,m,,,,

,,由于△hz0/h0=,0.08,<0.1,,,,

,,应取KF=,2.42,,,,,

,,则波浪高度△hz=,KF△hz,,,,,

,,=,0.25,m,,,,

,计入桥面高程,得,∑△h=,△zq+△hz,,,,,

,,=,0.47,m,,,,

(二)确定桥下安全高度△hj,,,,,,,,

,取,△hj=,0.5,m,,,,

(三)桥梁建筑高度△h0,,,,,,,,

,,△h0=,1.40,m,,,,

因此,桥面高程计算得:,,,,,,,,

,,Hmin=,Hs+∑△h+△hj+△h0,,,,,

,,=,104.57,m,,,,

桥位处桥面高程设置为,,104.90m,~,105.15m,>,104.57m,满足要求。,

六、冲刷计算,,,,,,,,

(一)河床的一般冲刷计算,,,,,,,,

桥位处河床属黏性土河床,河槽和河滩分别按《公路工程水文勘测设计规范》(JTGC30-2015)公式8.3.2-1和8.3.2-2计算:,,,,,,,,

1.河槽部分,,,,,,,,

,,hp=,[AdQ2(hcm/hcq)5/3/(μBcj)/(0.33/IL)]5/8,,,,,

,,Q2=,QcQp/(Qc+Qtl),,,,,

,,Ad=,(Bz0.5/Hz)0.15,,,,,

,式中:,,,,,,,

,,设计流量Qp=,580.0,m3/s,,,,

,,天然状态下河槽部分设计流量Qc=,546.9,m3/s,,,,

,,天然状态下桥下河滩部分设计流量Qtl=,33.1,m3/s,,,,

,,河槽最大水深hcm=,6.17,m,,,,

,,桥下河槽平均水深hcq=,4.22,m,,,,

,,河槽部分桥孔过水净宽Bcj=,29.38,m,,,,

,,造床流量下的河槽宽度Bz=,31.98,m,,,,

,,造床流量下的河槽平均水深Hz=,4.22,m,,,,

,,冲刷坑范围内黏性土液性指数IL=,0.22,,,,,

查《公路工程水文勘测设计规范》(JTGC30-2015)表8.3.1-1得:,,,,,,,,

,,设计流速vs=,3.62,m/s,,,,

,,单孔净跨径L0=,18.7,m时,,,,,

,,桥墩水流侧向压缩系数μ=,0.931,,,,,

,,代入参数,求算得:,,,,,,

,,桥下河槽部分通过的设计流量Q2=,546.9,m3/s,,,,

,,单宽流量集中系数Ad=,1.045,,,,,

,,故桥下河槽一般冲刷后的最大水深hp=,7.70,m,,,,

2.河滩部分,,,,,,,,

,,hp=,[AdQ1(htm/htq)5/3/(μBtj)/(0.33/IL)]6/7,,,,,

,,Q1=,QtlQp/(Qc+Qtl),,,,,

,,Ad=,(Bz0.5/Hz)0.15,,,,,

,式中:,,,,,,,

,,桥下河滩最大水深htm=,1.91,m,,,,

,,桥下河滩平均水深htq=,1.38,m,,,,

,,河滩部分桥孔净长Btj=,19.36,m,,,,

,,其他参数同河槽,代入参数,求算得:,,,,,,

,,桥下河滩部分通过的设计流量Q1=,33.1,m3/s,,,,

,,故桥下河滩一般冲刷后的最大水深hp=,1.97,m,,,,

(二)桥墩局部冲刷计算,,,,,,,,

桥墩局部冲刷,按《公路工程水文勘测设计规范》(JTGC30-2015)公式8.4.2-1或8.4.2-2计算,,,,,,,,

,当hp/B1≥2.5时,,,,,,,

,,hb=,0.83KξB10.6IL1.25v,,,,,

,当hp/B1<2.5时,,,,,,,

,,hb=,0.55KξB10.6hp0.1IL1.0v,,,,,

,式中:,,,,,,,

,,查附录C,得墩形系数Kξ=,1.00,,,,,

,,桥墩计算宽度B1=,1.30,m,,,,

,,桥下一般冲刷后的最大水深hp=,7.70,m,,,,

,,冲刷坑范围内黏性土液性指数IL=,0.22,,,,,

,v为一般冲刷后墩前行近流速,桥墩位于,,,河槽中,,用下列第,(1),式计算:,

,,(1)河槽部分的行近流速:,,,,,,

,,v=,0.33hp3/5/IL,,,,,

,,(2)河滩部分的行近流速:,,,,,,

,,v=,0.33hp1/6/IL,,,,,

,则,v=,0.33hp3/5/IL,,,,,

,,=,5.10,m/s,,,,

,,因为hp/B1=,5.92,>2.5,,,,

,,所以hb=,0.83KξB10.6IL1.25v,,,,,

式中Ad、Q2、Qc、Bc、λ、μ、Bcg、hcm、Vc取值同河床一般冲刷计算值,,,,,,,,,

,,hc=,ωc/Bc=,5.53m,,,,

,故:,V=,#REF!,m/s,,,,

V,#REF!,V0,#REF!,,,,,

,,n=,(V0/V)0.23+0.19lgd,,,,,

,,=,#REF!,,,,,

,,hp/B1=,5.922,≥2.5,,,,

,因此:,hb=,0.83*KξB10.6IL1.25*V,,,,,

,,=,#REF!,m,,,,

,,=,0.75,m,,,,

,,因此,桥墩最低冲刷线高程Hmin=,Hs-hp-hb,,,,,

,,=,93.75,m,,,,

(三)桥台冲刷计算,,,,,,,,

桥台局部冲刷按《公路工程水文勘测设计规范》(JTGC30-2015)公式8.4.3-1或8.4.3-2计算,,,,,,,,

,,hs=,1.95Fr0.2Az0.5CACα,,,,,

式中:,,,,,,,,

天然河道平均流速v=,,3.81,m/s,,,,,

天然河道平均水深h=,,4.22,m,,,,,

弗汝德数Fr=v2/(gh)=,,0.35,,,,,,

桥台、路堤阻水面积Az=,,13.00,m2,,,,,

桥台形状系数CA=,,0.95,,,,,,

左岸桥台α=,,90°,,,,,,

挑角系数Cα=(α/90)0.15=,,1.00,,,,,,

,hs=,1.95Fr0.2Az0.5CACα,,,,,,

,=,5.42,m,,,,,

右岸桥台α=,,90°,,,,,,

挑角系数Cα=(α/90)0.15=,,1.00,,,,,,

,hs=,1.95Fr0.2Az0.5CACα,,,,,,

,=,5.42,m,,,,,

,,,,,,,,,

,当hp/d0≤500时,,,,,,,

,,hb=,1.17kᵋkαhp(l/hp)0.6(d0/hp)-0.15[(v-v'0)2/ghp]0.15,,,,,

,当hp/d0>500时,,,,,,,

,,hb=,1.17kᵋkαhp(l/hp)0.6(d0/hp)-0.10[(v-v'0)2/ghp]0.15,,,,,

,,,kα=(α/90)0.2,,α≤90°,,,,

,式中:,,,,,,,

,,参考表8.4.3,可得台形系数kᵋ=,0.42,,,,,

,,桥轴线与水流夹角α=,90,°,,,,

,,桥台与水流交角系数kα=,1,,,,,

,,垂直于水流流向的桥台长度l=,25.5,m,,,,

,,桥台处一般冲刷

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论