桥梁工程水文计算
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公式(1):能量型公式⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=∆∑2222Z h h b B g V Z ξα 式中:α——动能校正系数,一般取α=1.1;ξ——过水面积收缩系数,取ξ=0.85-0.95,本次取0.85;B ——无桥墩时水面宽;V ——建桥前断面平均流速;h ——建桥前断面平均水深;△Z ——最大壅水高度;∑b ——建桥后过水断面总宽(河宽减去桥墩总宽)。
该公式主要考虑了建桥前后过水断面宽度变化,而未考虑建桥后对天然河道过水断面减小的影响。
公式中水位壅高值采用迭代法计算。
公式(2):铁路工程水文勘测设计规范公式)(202V V Z M -=∆η 式中:Z ∆——桥前最大壅水高度(m );η——阻水系数;M V ——桥下平均流速(m/s ); 0V ——断面平均流速(m/s )。
公式(3):铁科院曹瑞章公式⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∆2022.m V m V g K Z 式中:V m ——桥下平均流速,V m =K p Q p /A j ;Q p ——设计流量;A j ——桥下净过水面积;K p ——考虑冲刷引起的流速折减系数;K p =1/[1+A(p-1)]P ——冲刷系数,取P=1.0;A ——河床粒径系数,A=0.5×d 50-0.25;d 50——桥下河床中值粒径,mm ;V 0m ——天然状态下平均流速,V 0m =Q 0m /A 0m ;Q 0m ——天然状态下通过的设计流量;A 0m ——桥下过水面积;K ——壅水系数,K=2/(V m /V 0m -1)0.5;g ——重力加速度。
其它符号同公式(1),该公式考虑建桥后河道过水面积影响,并考虑了建桥后流速增加对河床冲刷的影响。
公式(4):铁科院李付军公式()g V KV R Z OM M 21182.122--=∆式中:V m ——桥下平均流速,V m =Q/A J ;Q ——计算流量;A J ——扣除桥墩和桥台阻水面积后的桥下净过水面积;V 0m ——计算流量时建桥前桥孔部分天然状态下平均流速,V 0m =Q 0m /A 0m ; Q 0m ——计算流量时建桥前从桥孔部分通过的流量;A 0m ——计算流量时建桥前桥孔部分天然过水面积;R ——考虑桥墩和桥台影响的反映桥孔压缩程度的系数,R= V m / V 0m ; K ——考虑冲刷影响的流速(动能)折减系数,取K=0.9。
桥涵水文分析与计算一、概述桥涵水文分析与计算,包括河流水文资料的调查搜集整理与计算,推求出我们桥涵所需要的设计水位和流量,拟定出桥长孔径、桥高和基础埋设深度。
由于桥位所处的地理位置不同以及其它复杂因素,包括天然的和人为因素如潮汐、泥石流、修水库、开挖渠道等。
我们调查搜集洪水流量的计算方法各有不同。
水文计算从大的方面来分:有水文(雨量)观测资料和无水文观测资料的水文计算。
从各河段特殊情况的不同又可分为,有水库的水文计算,倒灌河流的水文计算,平原或者山丘区的水文计算,还有潮汐河段、岩溶河段、泥石流河段等。
不同情况的河流我们要有针对性的调查,搜集有关资料调查搜集资料很辛苦,跑路多收效有时还很小,但工作必需要做,要有耐心。
需要调查搜集的资料综合起来有:水系图,县志和水利志、地形图、形态断面、水文站(气象站)资料水库资料,倒灌资料、河道演度、河床淤积、雨力资料、洪水调查及比降的测量,原有桥涵的调查等,通过调查为下步洪水设计流量提供有关参数。
另外还要进行地质地貌调查,有些设计流量的计算参数也和土的颗粒组成、土壤的分类、密实度吸水率熔洞泥石流等有关,有的与设计流量无关,但与桥的安全性有关如土体稳定性、山体滑坡、湿陷性黄土软土地基等,一般野外采用看挖钻的方法,下面介绍一下土壤分类的一般常识,分为三类:1.粘性土:塑性指数p I >1 亚砂土或轻亚粘土1<p I ≤7; 亚粘土 7<I ≤17; 粘土 p I ≥17;塑性指数p I =l W (液限)-p W (塑限);而粘性土壤的状态用液性指数(即稠度系数)l I 分为四级,l I =pl p o w w w w --;o W —天然含水量;l I <0为坚硬半坚硬 标贯>3.5; 0≤l I <0.5为硬塑 标贯>-3.5; 0.5≤l I <1为软塑 标贯<-7;l I ≥1 为极软 标贯<2;淤泥是极软状态的粘性土,其含水量接近或大于液限,对于孔隙比大于1的轻亚粘土或亚粘土和孔隙比大于1.5的粘土均称淤泥。
一、用桥下过水面积计算桥孔长度(冲刷系数法)冲刷系数法原理:利用桥位断面的设计流量Qs和设计水位Hs,根据水力学的连续性原理(Q=Av),求出桥下顺利宣泄设计洪水时所需要的最小过水面积,用以确定桥孔的最小长度。
计算桥孔长度时,常采用天然河槽平均流速作为设计流速(即一般冲刷?完成后的桥下平均流速)。
一般冲刷:建桥后桥孔压缩了水流,桥下流速增大到一定数值时,桥下河槽开始冲刷即称为一般冲刷总过水面积:设计水位下过水总面积之和。
有效过水面积:扣除桥墩面积设计流速:天然河槽平均流速(不冲刷流速)冲刷系数定义p:桥下河床冲刷后过水面积与冲刷前过水面积之比值p。
冲刷的类型桥梁墩台冲刷是一个综合冲刷过程,可分为三部分:桥位河段因河床自然演变而引起河床的自然演变冲刷;因建桥压缩水流而引起桥下整个河床断面普遍存在的一般冲刷;由于桥墩台阻水而引起的河床局部冲刷。
其实桥梁墩台冲刷是受多种因素同时交叉影响产生的,但是为了便于研究和计算,我们把墩台周围总的冲刷深度,假定为这三种冲刷先后进行,分别计算,然后叠加。
二、绘制最大冲刷线1、全部冲刷完成后,墩柱最大冲刷水深包括三个部分,桥墩最低冲刷线高程为Hmin:Hmin=Hs-h-hp-hb-△h式中:Hmin——最低冲刷线高程(m);Hs ——设计水位(m)h——计算墩柱处水深(m)hp——一般冲刷深度(m);hb——局部冲刷深度(m);△h——自然演变冲刷深度(m);2、桥台最低冲刷线的标高:Hmin=Hs-hs-h -△h式中:Hs——桥位断面的设计水位(m);hs—桥台所在位置的冲刷深度(m)。
h—桥台所在位置的平均水深(m)。
△h——自然演变冲刷深度(m);2、桥梁各墩台基底最浅埋置标高HJM=Hmin-△(m)式中:HJM—墩台基底最浅埋置标高(m);Hmin—墩台最大冲刷时的标高(m);△—基底埋深安全值(m)。
小桥的孔径计算与大中桥的区别:大中桥:以冲刷系数作控制条件,容许桥下河床发生一定的冲刷,采用天然河槽断面平均流速作为桥孔设计流速,并按自由出流条件,由计算的过水面积推求桥孔长度。
一、设计洪水流量计算1、已知资料该桥上游流域面积2.607KM2,桥址以上干流长度2.40KM(见地形图附后),河道干流坡降0.03464,该河道上游为山区,下游则为丘陵区。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SK252-2000,该河道应按20年一遇洪水设计。
2、根据水文图集,该流域多年平均降雨量682毫米,多年平均24小时降雨量120毫米,最大年降雨1466毫米。
流域特性参数K=L/J1/3×F2/5=2.40/0.250×1.467=6.571Cv=0.62。
3、20年一遇KP=2.24,H24均=120mm,20年一遇H24均=120×2.24=268.8,根据q m-H24-K曲线查得q m=14.0M3/S,二十年一遇的最大洪峰流量Q=q m×F=14.0×2.40=33.6M3/S,4、50年一遇KP=2.83,50年一遇H24均=2.83×120=339.6,Qm=23.5M3/S五十年一遇的最大洪峰流量Q=23.5×2.40=56.4M3/S,二、桥孔的宽度确定按无底坎宽顶堰计算桥孔过水能力,按水深1.2米,进行计算宽度BB=Q/1.5H3/2=33.8/1.5×1.23/2=20.0米设计过水断面宽30-1.2×2=27.6米。
50年一遇校核水深H=[56.4÷(1.5×27.6)]2/3=1.59米。
三、冲刷计算1、一般冲刷按以下公式计算h p=(AQ S/UL j Ed1/6)3/5h max/h cp式中h p桥下河槽一般冲刷后最大水深(m)Q s设计流量为56.4m3/sL j桥孔净长27.6mh max计算断面下河槽的最大水深=1.8mh cp计算断面桥下河槽的平均水深=1.2md河床泥砂的平均粒径d=3mmμ压缩系数μ=0.850E与汛期含砂量有关的参数E=0.66A为单宽流量集中系数A=(B1/2/H)0.15=(91/2/1.2)0.15=1.15h p=(AQ S/UL j Ed1/6)3/5h max/h cp=[1.15×56.4/(0.850×27.6×0.66×31/6)]3/5×1.8/1.2=3.17(m)2、局部冲刷采用公式:V=V z=Ed1/6Hp2/3=0.66×31/6×3.172/3=1.71(m/s)V0=(h p/d)0.14[29d+0.000000605(10+h p)/d0.72]1/2=(3.17/0.003)0.14×[29×0.003+0.000000605×(10+3.17)、0.0030.72]1/2=0.78(m/s)1V=0.75(d/h p)0.1(V0/Kξ)=0.75×(0.003/3.17)0.1×(0.78/0.98)=0.30(m/s)Kξ为墩型系数。
桥梁水文计算过程1.收集水文资料:首先,需要收集研究区域的气象资料、地形图、河流水文资料等信息。
这些资料将用于分析研究区域的降雨特征和水系特征。
2.确定设计标准:根据桥梁工程的要求和规范,确定设计标准。
这包括设计洪水的重现期和洪峰流量等参数。
3.分析降雨特征:使用统计方法和气象数据,分析研究区降雨的频率、强度和时程分布等特征。
常用的方法有频率分析和持续时间分析。
4.分析水系特征:根据测量数据或模拟模型,分析研究区的河流特征,如河道形状、河水速度和河床渗透系数等参数。
这些参数将用于计算洪水流量。
5.计算设计洪水:根据降雨和水系特征,使用洪水模型来计算设计洪水。
常用的洪水模型有单位线法、水库群模型和分流模型等。
在计算过程中,根据研究区域的特点,可能需要考虑水循环和地下水位等因素。
6.计算洪水流量:根据设计洪水和水系特征,计算洪水流量。
根据河道形状和流量速度,可以使用曼宁方程或其他流量计算公式来计算水流速度和河道截面积。
7.评估桥梁险情:根据洪水流量和桥梁结构参数,分析桥梁的水力沖刷和冲击问题。
主要包括计算洪水对桥墩的水流速度和水压力,以及计算桥梁的河床冲刷深度和河床冲刷宽度。
8.设计桥梁水工设施:根据险情评估结果,设计相应的桥梁水工设施,如护岸、堆石坝或其他防止河流冲刷的结构。
这些设施旨在保护桥梁免受洪水的破坏。
9.优化设计:根据降雨和水系特征的调查结果,分析设计方案的可行性和经济性。
通过优化设计,可以提高桥梁的抗洪能力和水文效益。
10.编制水文报告:最后,根据水文计算结果,编制水文报告。
报告包括研究区域的降雨特征、水系特征、洪水数据、洪水模型和桥梁水工设施等信息。
这些报告将用于桥梁施工和运营阶段。
总之,桥梁水文计算是桥梁工程设计过程中的重要环节。
通过收集和分析降雨和水系特征,并使用洪水模型,可以计算设计洪水和洪水流量。
基于这些计算结果,可以评估桥梁的水力沖刷风险,并设计相应的水工设施。
这些步骤将有助于提高桥梁工程的抗洪能力和运行稳定性。
年河桥梁计算书(含水文、荷载、桩长、挡墙的计算)**本计算书中包括桥涵水文的计算、恒荷载计算、活荷载计算桩长、以及挡墙的计算。
荷载标准:公路Ⅱ级乘0.8的系数桥面宽度:净4.5+2×0.5m跨度:13孔×13m1、工程存在问题年河桥位于长江下游1000m处,建于1982年,为钢筋砼双排架式桥墩,预制拼装型板梁桥面,17孔,每跨8.85m。
总长150.45m,宽5.3m。
该桥运行20多年,根据***省水利建设工程质量监测站检验测试报告检测结果如下:(1)桥墩A.桥墩基础桥墩基础为抛石砼,设计强度等级为150#,钻芯法检测砼现有强度代表值为16.4MPa。
B.排架立柱及联系梁立柱设计强度等级为200#,超声回弹综合法检测砼现有强度代表值为14.0~18.3MPa。
联系梁设计强度等级为200#,超声回弹综合法检测砼现有强度代表值为14.7MPa。
立柱外观质量总体较差,局部区域麻面较重。
立柱砼碳化深度最大值为31mm,最小值为5mm,平均值为14mm。
立柱钢筋保护层实测厚度为20mm,钢筋目前未锈,但碳化深度平均值已接近钢筋保护层厚度。
通过普查,全桥64根立柱中有12根35处箍筋锈胀外露,有6处联系梁主筋外露。
C.盖梁盖梁设计强度等级为200#,超声回弹综合法检测砼现有强度代表值为17.4~21.5MPa。
盖梁外观质量一般,梁体砼总体感觉较疏松。
盖梁砼碳化深度最大值为24mm,最小值为9mm,平均值为18mm。
,盖梁主筋侧保护层实测厚度为9~13mm,底保护层实测厚度29~42mm,砼碳化深度已超过钢筋侧保护层厚度,盖梁主筋已开始锈蚀。
通过普查,全桥32根盖梁中共有14根15处主筋锈蚀膨胀,表层砼脱落,主筋外露,长度15~70cm;有28处箍筋锈胀外露。
(2)T型梁T型梁设计强度等级为200#,每跨中间两根T型外观较好,两边T型梁外观较差。
T型梁砼碳化深度最大值为20mm,最小值为7mm,平均值为14mm。
桥梁受力水力计算摘要:1.桥梁受力水力计算的背景和意义2.桥梁受力水力计算的基本原理3.桥梁受力水力计算的具体方法和步骤4.桥梁受力水力计算在实际工程中的应用和案例分析5.桥梁受力水力计算的发展趋势和挑战正文:桥梁受力水力计算在桥梁设计和施工中具有重要的意义。
随着我国交通事业的快速发展,对于桥梁工程的要求也越来越高,桥梁的安全性、稳定性和耐久性成为设计和施工的关键因素。
桥梁受力水力计算是评估桥梁承载能力和安全性的重要手段之一。
本文将从桥梁受力水力计算的背景和意义、基本原理、具体方法和步骤、实际工程应用以及发展趋势等方面进行介绍。
一、桥梁受力水力计算的背景和意义随着我国基础设施建设的快速发展,桥梁工程在交通运输、水利、城市建设等领域中发挥着日益重要的作用。
桥梁受力水力计算作为桥梁工程的一个重要环节,对于保证桥梁的安全稳定运行至关重要。
通过对桥梁受力水力进行计算,可以评估桥梁在各种受力条件下的承载能力和安全性,为桥梁设计和施工提供科学依据。
二、桥梁受力水力计算的基本原理桥梁受力水力计算是基于流体力学和结构力学的原理,分析河流中水流对桥梁产生的各种受力。
主要包括以下几个方面:1.水流对桥梁产生的静水压力2.水流对桥梁产生的动水压力3.水流对桥梁产生的冲击力4.桥梁结构自重和活载引起的内力三、桥梁受力水力计算的具体方法和步骤桥梁受力水力计算的具体方法和步骤主要包括以下几个方面:1.收集和分析水文资料,确定设计洪水标准2.建立桥梁受力分析模型,包括桥梁结构模型和水流模型3.计算水流对桥梁产生的各种受力4.评估桥梁的承载能力和安全性5.根据计算结果,提出桥梁设计和施工的优化方案四、桥梁受力水力计算在实际工程中的应用和案例分析桥梁受力水力计算在实际工程中具有广泛的应用。
例如,在长江大桥、黄河大桥等大型桥梁工程的设计和施工过程中,都需要进行详细的受力水力计算,以确保桥梁的安全稳定运行。
通过对实际工程案例的分析,可以发现桥梁受力水力计算在桥梁工程中的重要作用。
1水文计算1.1水文资料桥位于次稳定河段,设计流量31%3500/S Q Q m s ==,设计水位457.00S H m =,河槽流速 3.11/s c v m =,河槽流量3C Q =3193m /s ,河槽宽度c B 108.38m=,河槽平均水深c h 9.49m =,天然桥下平均流速0 3.00/M v m s =。
1.2桥孔长度计算知该桥位于次稳定河段,有明显河槽。
根据我国公路桥梁最小孔径长度jL 的公式:S j C Q L K Q nCB ⎛⎫= ⎪⎝⎭K,n —反映河床稳定性的系数和指数,查表2-1得K=0.95,n=0.87。
计算桥孔长()0.87S j C Q L K B =0.9535003193108.38=111.52Q nC ⎛⎫=⨯⨯ ⎪⎝⎭表2-1 K,n 值表注:此表摘自《桥涵水文》(第三版)表5-2-11.3桥孔布设根据桥位河床断面形态,将左岸桥台桩号布置在K52+330,取5孔30m 预应力混凝土简支梁为上部结构,双柱式桥墩,墩径取1.6m ,右墩台桩号取K52+480。
该桥孔布设方案的桥孔净长度为145.20m ,大于最小桥孔净长度111.52m ,是合理的。
1.4桥面最低高程的确定河槽弗汝徳数22cr cv 3.11F 0.104 1.0gh 9.809.49===<⨯,即设计流量通过时为缓流。
桥前出现雍水,而不出现桥墩迎水面的激流冲击高度。
1.4.1桥前雍水高度z ∆和桥下雍水高度z '∆冲刷前桥下流速S m jQ v A '=式中:j A —桥下净水面积,()j q A 1A (1)SsssQ Q pv pv λλμλμ=-==-(1-);s v —设计流速,一般采用天然河槽平均流速c v ; P —冲刷系数,取1.3;μ—因墩台侧面涡流阻水而引起的桥下过水面积折减系数,又称压缩系数,可以用公式计算: 3.1110.37510.3750.95928.4s jv l μ=-=-⨯=(其中j l 为桥墩净间距),带入上式得 23500902.710.959 1.3 3.11j A m ==⨯⨯则可得冲刷前桥下平均流速3500 3.88/902.71m v m s'==天然桥下平均流速0 3.00/M v m s = 冲刷后桥下平均流速 0.250.25503.883.51/3.8810.52110.51 3.11m M mc v v m sv d v --'===⎛⎫⎛⎫'+⨯- ⎪+- ⎪⎝⎭⎪⎝⎭系数4.85N K ===0.50.50.490.10.1y K ===-桥前最大雍水高度 ()()N y2222M0MK K 4.850.49z v-v =3.51-3.00=0.40m 2g29.8⨯∆=⨯桥下雍水高度z '∆取0.5z ∆,则z 0.50.40.20m '∆=⨯=。
2、水文计算基本资料:桥位于此稳定河段,设计流量31%5500/S Q Q m s ==,设计水位457.00S H m =,河槽流速 3.11/s c v m =,河槽流量3C Q =4722m /s ,河槽宽度c B 159.98m =,河槽平均水深c h 9.49m =,天然桥下平均流速0 3.00/M v m s =,断面平均流速=2.61m/s υ,水面宽度B=180m ,河岸凹凸岸曲率半径的平均值R=430m ,桥下河槽最大水深12.39mc h m =。
桥孔长度根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=,n=。
有明显的河槽宽度Bc ,则有:n 0.90j s c c L =K (Q /Q )B =0.84(55004722)159.98=154.16m ⨯÷⨯ 换算成平面半径R=1500的圆曲线上最小桥孔净长度为154.23m 。
桥孔布置图根据河床断面形态,将左岸桥台桩号布置在K52+。
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+;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。
桥面最低高程河槽弗汝德系数Fr= 223.119.809.49=0.104ccvgh ⨯=<1.0。
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'm υ=55003.72/1609.493 1.49.49Qs m s Aj ==⨯-⨯⨯ 天然桥下平均流速v om =3.00m/s自然淤积孔隙率n 为,则天然空隙比e 取,查表知d 50=3mm 冲刷前桥下流速:m υ=0.250.2550' 3.723.29' 3.7210.5(1)10.53(1)3.11mmcv v d v -==+-+⨯⨯-m/s系数Ky=0.50.50.533.290.10.1v ==- 桥前最大壅水高度:∆Z=22226.430.53()(3.29 3.00)0.32229.8m om KnKy v v g ⨯-=-=⨯m 桥下壅水高度取洪水和河床条件为一般情况,则:∆Zq=12∆Z=0.16m 2.3.2浪高∆h 2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:229.800.0211421.53w g v == 247.3009wv g= 229.8145030.6553321.53w gD v ⨯== 229.808.600.181817821.53w gh v ⨯== ∆2h =0.450.7220.7220.00180.13th 0.7th 0.13th 0.7=w w w w gD v gh v gh v g v ⎧⎫⎛⎫⎪⎪ ⎪⎡⎤⎪⎪⎛⎫⎪⎪⎝⎭⎢⎥⎨⎬ ⎪⎡⎤⎢⎥⎛⎫⎝⎭⎪⎪⎣⎦⎢⎥ ⎪⎪⎪⎢⎥⎝⎭⎪⎪⎣⎦⎩⎭ 0.39m 。
因∆2h /h ==<,应取K F =,则波浪高度:∆h 2=K F ∆2h =×=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∆;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∆,这样,静水面以上的波浪高度为波浪全高的倍,即∆=×=0.81m 。
2.3.3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=K ∆KvR 0∆2h 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∆。
∆h w =222.611800.299.80430.00v B gR ⨯==⨯m 凹岸对水流中线的超高为 ∆ = 0.15 m按设计洪水通过要求的桥面最低高程H min =H s +0j h h h ∑∆+∆+∆= H s +∆ +∆+∆+j h ∆+D h ∆=+++++=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Q 20%,计算相应的水位H 20%求得H 20%=;通航净空高度为6.00m ;通航净宽为30m 。
H min =H tn +H M +D h ∆=++=463.70m以上计算结果表明,通航要求控制桥面高程,桥面最低高程确定为463.70m 。
此冲刷为非粘性土河床冲刷,桥下断面一般冲刷后水深h p按一般冲刷64-2简化公式计算h p = ()0.660.90221.0411cmc B Q A h Q B λμ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪⎪-⎝⎭⎝⎭()0.660.905500159.981.04 1.3312.3919.85472210.02700.97159.98m ⎛⎫⎛⎫=⨯⨯⨯= ⎪ ⎪⎪-⨯⨯⎝⎭⎝⎭按一般冲刷64-1公式计算3/521/6mc p j c h AQ h L Ed h μ⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦3/51/61.33550012.3919.240.97154.160.4639.49m ⨯⎡⎤=⨯=⎢⎥⨯⨯⨯⎣⎦桥墩局部冲刷深度h b桥墩为双柱墩,墩柱直径1.40m ,查墩形系数表K ς=,0.242.20.00230.3750.49K d dη=+=计算墩宽B 1=1.40m 。
65-2公式行近水流19.85p h m =;υ= 1/62/31/62/30.46319.85 4.05/p Ed h m s =⨯⨯=起动流速()()0.50.500.280.70.2830.70.54d υ=+=⨯+=m/s ,起冲流速()()0.550.55'00.120.50.1230.50.24d υ=+=⨯+=m/s ,υ f 0υ,为动床冲刷。
0.54'0.600.150.600.15010 4.050.241.00.49 1.4019.85 2.700.54nb p h K K B h mυυςηυ⎛⎫--⎛⎫==⨯⨯⨯⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭65-2修正公式行近水流19.85p h m =; 4.05/m s υ=起动流速0.140.5700.721029 6.0510p p h h d d d υ-⎛⎫⎛⎫+=+⨯ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=0.140.570.7219.851019.85290.003 6.0510 1.02/0.0030.003m s -+⎛⎫⎛⎫⨯+⨯⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭起冲流速0.0530.053'00130.6450.645 1.020.69/1.40d m s B υυ⎛⎫⎛⎫==⨯⨯= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭K ς=,B 1=1.40m ;()9.35 2.23lg 9.35 2.23lg 0.0030 1.020.00584.05dn υυ++⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭h b 的回归值 K=()'0.600.150.06801'000.46np b H h K B h d ςυυυυ-⎛⎫-= ⎪-⎝⎭0.00790.600.150.0684.050.690.46 1.0 1.4019.850.0031.331.020.69m --⎛⎫=⨯⨯⨯⨯⨯= ⎪-⎝⎭h b 的上限值 K=()'0.600.150.06801'000.60np b S h K B h d ςυυυυ-⎛⎫-= ⎪-⎝⎭0.00790.600.150.068 4.050.690.60 1.0 1.2019.850.003 1.741.020.69m --⎛⎫=⨯⨯⨯⨯⨯= ⎪-⎝⎭根据输沙平衡原理,当流速υ大于0υ很多时,将出现冲刷坑内输沙平衡,冲刷不再增加。
例中, 4.05/m s υ=大约为0υ=0.54m/s 的8倍,冲刷深度还以次方的指数函数增大,与实桥资料分布趋势不同。
取()b S h 值较为适宜。
桥墩的最低冲刷线高程min s p b H =H -H -H =457.00-19.85-1.74=435.41m桥台冲刷根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L D =10m ,阻水较多冲刷较深。
按交通部科技攻关公式计算:桥台形式采用带竖直前墙和上下游锥坡,两岸河滩受阻水流弗汝徳系数:220.990.0679.80 1.49Fr gh υ===⨯两岸分别阻水面积:214.9z D A L h m == 桥台冲刷深度:0.200.501.95s z A h Fr A C C α=0.200.501.950.06714.9 1.00.90 3.95m =⨯⨯⨯⨯=桥台最低冲刷线高程上式计算的桥台冲刷深度s h 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h t =1.49m桥台最低冲刷线高程Hmin =Hs-ht-hs=451.56m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,表明设计流量通过时,桥下河槽的沉积层将被冲走桥下河滩和河槽冲刷至高程约438.00m。
桥台和桥墩埋置深度应分别考虑。
两岸河滩阻水长度分别达10m,为避免桥台和路堤上游侧出现过大冲刷,应设置导流堤。
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