公路桥涵水力计算-涵洞水力计算

公路桥涵设计01第一节小桥涵水力计算概要第二节小桥水力计算小桥涵水力计算

第三节涵洞水力计算第四节确定小桥涵孔径经验方法03040201涵洞水力图式孔径计算涵洞水力计算

倒虹吸涵洞孔径计算0302一、涵洞水力图式涵洞前水深可以低于涵洞净高，也可以高于涵洞净高,按照涵前水深是否淹没洞口以及进水口洞口建筑形式，可有以下三种水力图式。1.无压力式水流通过涵洞时在其洞身长度内都有与洞顶不接触的自由水面。此时下游河槽水流不影响洞内水流的出流。计算方法与自由出流的小桥相同。无压力式涵洞洞身多为混凝土或砌石构成，具有较大的抗流速能力，一般采用较高的出口流速，但不超过5～6m/s。出口流速与涵洞长度及涵底纵坡有关。

涵洞水力计算1.无压力式

涵洞水力图式对于普通进水口（包括端墙式、八字式、平头式等）对于流线型进水口（包括喇叭形等）其中：——涵前水深（m）——涵洞洞内净高（m）涵前水深可按下式估算：涵洞水力计算a）八字式b）端墙式c）锥坡式d）直墙式

e）扭坡式f）平头式g）走廊式h）流线型式2.半压力式涵洞进水口被淹没，但整个洞身仍具有自由水面。对于普通进水口对于流线型进水口，一般不出现半压力式水力图式3.压力式压力式涵洞进口完全被水淹没，且整个洞身被水流充满，无自由表面，整个洞身呈有压力状态，其水力图式与水力学中的短管出流的水力状态相似。3.压力式对于流线型进水口，且其中：——涵底纵坡——洞内摩阻坡度3.压力式对于普通进水口涵洞，一般不出现有压力式水流状态。因为，尽管，且，洞内可能局部充满水流，但由于进水口断面突变，水流在挤入洞内时吸进了空气，致使充满的管流不断被空气破坏，实际只能符合不稳定的半压力式水流状态。压力式涵洞除满足条件外，还应满足。若，水流沿流程因重力而获得的功将大于摩阻力所消耗的能，洞内离进口不远处的流速即增大到使水流脱离洞顶面而形成自由水面，使泄水能力降低。二、孔径计算1.无压力式涵洞孔径计算各类涵洞孔径计算简化公式（1）

盖板涵及箱涵其中：——涵前水深，根据水面降落曲线近似计算其中：——洞口处水流深度——进水口和壅水降落系数，通常采用0.87各类涵洞孔径计算简化公式（2）

石拱桥（3）

圆管涵2.半压力式涵洞孔径计算其中：——涵洞进口附近收缩断面面积、水深及流速，——流速系数，普通型洞口取0.853.压力式涵洞孔径计算其中：——从假想的摩擦坡度线起算的涵前水头总高度三、倒虹吸涵洞孔径计算基本计算公式公路上常用的是竖井式倒虹吸涵洞，孔径计算的基本公式：其中：——上下游水面的水位差，即总水头损失，等于沿程水头损失与局部水头损失之和。——水头损失综合系数倒虹吸涵洞孔径计算断面为圆形时：断面为正方形时：倒虹吸涵洞孔径计算水头损失综合系数的确定水流通过倒虹吸涵洞的水头损失，由沿程水头损失与局部水头损失两部分组成。局部水头损失包括：涵身断面变化、进口、转变、出口等各项阻力引起的水头损失同时考虑上各项水头损失，水头损失综合系数：各项阻力系数（1）沿程阻力系数其中：——涵洞沿程长度，包括两竖井沿程长度——涵身断面水力半径——粗糙系数。涵洞材料为混凝土时，采用0.013～0.014；为浆砌石块时，为0.016～0.017各项阻力系数（2）涵身断面变化的阻力系数

查附表（3）进口阻力系数

查附表（4）转弯阻力系数

急弯，查附表缓弯，其中：——系数，对于正方形断面查附表，对于圆形断面查附表各项阻力系数（5）出口阻力系数涵洞水流出口断面增大，流速骤减，一般取出口阻力系数为1倒虹吸管的渠道一般最大与最小流量相差甚大。孔径设计时注意使倒虹吸管通过最大流量时水头损失不致过