桥梁水文计算算例
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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 =。
2.1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=0.84,n=0.90。
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 。
2.2桥孔布置图根据河床断面形态,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= 223.119.809.49=0.104c cv gh ⨯=<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0.4,则天然空隙比e 取0.67,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 。
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。
水文计算书ZKX+XXX XXX大桥KX+XXX XXX大桥水文计算书一概况该处为XXX大桥,属于蒙江水系,蜿蜒曲折,河道自然坡降大,径流补给以雨水为主,桥址处覆盖层为粉质粘土,较厚,基层为泥灰岩夹页岩。
此沟汇水面积3.942km,沟长2.52km,平均比降5.550。
00二参阅文献及资料1、《公路工程水文勘测设计规范》(JTG C30-2015)2、《公路桥位勘测设计规范》3、《公路小桥涵设计示例》——刘培文等编4、《公路桥涵设计手册(涵洞)》5、《桥涵水文》——高冬光6、《公路涵洞设计细则》(D65-04-2007)7、《贵州省小桥涵设计暴雨洪峰流量研究报告》——贵州省交通规划勘察设计院三水文计算该项目水文计算共采用四种不同的方法进行水文计算,通过分析比较确定流量。
方法1:交通部公路科学研究所暴雨径流公式推算设计流量;方法2:交通部公路科学研究所暴雨推理公式推算设计流量;方法3:简化公式;方法4:贵州省交通雨洪法(H法)经验公式。
(1)交通部公路科学研究所暴雨径流公式:βγδφ5423)(F z h Q p -= (3-1)φ ——地貌系数,根据地形、汇水面积F 、主河沟平均坡度决定,取0.1h ——径流厚度(mm ),取44mmZ ——被植被或坑洼滞留的径流厚度(mm ),取10mmF ——汇水面积(km 2),取3.94β ——洪峰传播的流量折减系数,取1γ ——汇水区降雨量不均匀的折减系数,取1δ——湖泊或小水库调节作用影响洪峰流量的折减系数,取1p Q ——规定频率为p 时的洪水设计流量(m 3/s )将各参数带入公式3-1,可得βγδφ5423)(F z h Q p -==59.34(m 3/s )(2)交通部公路科学研究所暴雨推理公式:F S Q np p )(278.0μτ-= (3-2) p Q ——频率为p 的设计流量(3/m s )p S ——暴雨力(/mm h )查暴雨等值线图(p =1%),得01.0S =80mm/hτ——汇流时间(h )采用公式23K ατ⎛⎫=,L 为河沟长度2.52(km ),z I 为主河沟平均坡度5.55(000),3K =0.193,2α=0.713, τ=0.55(h )。
小桥水文计算一、基本情况1、桥位:该桥位轴线与河流方向成60°角。
2、河流及洪水情况:常年有水,河道两岸有堤坝,河床平均粒径为2mm。
3、汇水面积:1:5万军用图勾绘,汇水面积8.3km2,桥位处河床比降为4.0‰。
4、汇水区土质为Ⅳ类土壤。
二、流量计算桥位以上全部流域面积F=8.3 km2<30 km2 ,所以按小流域面积公式计算:流量模数公式Q=Φ(h-z)3/2F4/5βγδ式中:Φ地貌系数,根据地形,主河沟平均纵坡,汇水面积,查《公路小桥涵勘测设计》地貌系数Φ值,查得Φ=0.07;h暴雨径流厚度,根据桥位的暴雨分区,相应的洪水设计频率,汇水区土壤类属,汇水时间查《公路小桥涵勘测设计》径流厚度h表,查得h=41;z植物截留或地表洼地滞留的拦蓄厚度,查《公路小桥涵勘测设计》植物滞留和拦蓄厚度z值,查得z=5;洪峰传播系数β=1.0流域内降雨不均匀影响洪峰流量的折减系数γ=1.0水库调节系数δ=1所以:Q100=0.07×(41-5)3/2×8.34/5×1×1×1=82.2经综合比较采用设计流量为90m3/s三、根据设计流量用形态断面计算设计流速及设计水位假定设计水位为98.43米,用形态断面计算表进行计算根据河床的断面形式及河床情况取河槽1/n=35,Vc=1/nR2/3i1/2 =35×1.392/3×0.0041/2=2.76(m/s)Q c =ωc V c= 33.0×2.76=91.08(m3/s)此流量与设计流量相差为1.2%,满足要求,因此假定设计水位可以利用。
形态断面位于桥位上游40米处,河床比降为0.004,桥位处的设计水位高程为98.59米。
用过水面积法计算ωqωq=Qs/[μ(1-λ)pVs]初步拟定,上部构造采用钢筋混凝土矩形板,选用标准跨径8米,下部构造采用重力式实体墩身,墩宽为1米。
海兰江大桥流量计算(一)形态法:1、水文基线一1986年流量(距离比较线桥位830m)使用比降线一的比降值(由实测比降使用最小二乘法算得),将基线一附近调得的11处洪水位(1986年)均推至基线一处,结果见下表。
比降0.00611其中洪1、洪2为当地村民所指,因其年事已高,记忆不清;洪7、洪8、洪9亦有其模糊不清之处,均不采用。
洪3-洪6及洪10、洪11为铁路巡道工所指,该巡道工已在此处巡道二十余年,责任心强,记忆清晰,指证果断,经分析较可靠。
最后决定采用洪10,即推算至基线一处为401.75m为1986年洪水位。
经计算本水文基线断面1986年流量为476.763 m3/s。
根据前面频率分析,采用3.21%为1986年洪水频率,按《吉林省水文图集》(1974年)上的流域特征值:Cv = 1.15,Cs = 2.5×Cv = 2.5×1.15 = 2.875查《公路桥位勘测设计规范》附表13.3得:K1% = 5.60,K3.21% = 4.33。
则水文基线一:Q1% = K1% / K5%×Q86= 615.024 m3/s2、水文基线一1995年流量(距离比较线桥位830m)使用比降线一的比降值(由实测比降使用最小二乘法算得),将基线一附近调得的2处洪水位(1995年)均推至基线一处,结果见下表。
比降0.00611其中洪2为河边大石,记忆准确,且为亲身经历,经分析认为可靠。
采用洪2,即401.494m 为1995年“水文基线一”处的洪水位。
经计算本断面1995年流量为392.845m3/s。
根据前面频率分析,采用5%为1995年洪水频率,按《吉林省水文图集》(1974)上的流域特征值:Cv = 1.15,Cs = 2.5×Cv = 2.5×1.15 = 2.875查《公路桥位勘测设计规范》附表13.3得:K1% = 5.60,K5% = 3.30。
桥梁水文计算算例
桥梁水文计算主要包括两个方面的内容:洪水过程确定和水流计算。
首先,需要确定设计桥梁所需考虑的洪水过程,即确定设计所需考虑的洪水等级和发生频率。
一般来说,常用的设计洪水等级有常年最大洪水、50年一遇洪水、100年一遇洪水等。
考虑到桥梁的安全性和可靠性,一般设计时会选择100年一遇洪水作为设计洪水等级。
根据地理环境、气象数据等因素,可以通过统计分析、实地调查等方法确定设计洪水的流量。
洪水过程确定后,需要进行水流计算。
水流计算主要是通过流量-水位曲线,计算洪水来临时的水位和流量。
水文计算中常用的方法有有限差分法、水力学模型计算法等。
接下来,我们将通过一个简单的例子来演示如何进行桥梁水文计算。
假设有一座跨越一条河流的桥梁,需要进行水文计算以确定桥梁的水位和流量。
首先,我们需要确定设计洪水等级。
在这个例子中,我们选择设计洪水等级为100年一遇洪水。
其次,需要获取相关的洪水数据。
假设我们已经获得了历年来的洪水流量数据,并进行了统计分析,确定了100年一遇洪水的流量为5000立方米/秒。
接下来,我们需要根据洪水流量来绘制流量-水位曲线。
流量-水位曲线是桥梁水文计算中非常重要的一个工具。
它可以通过历年来的河流流量数据和对应的水位数据,来确定洪水来临时的水位和流量。
在绘制流量-水位曲线时,我们需要根据洪水流量数据,找到对应的
水位数据。
假设我们已经完成了这一步骤,并绘制了流量-水位曲线。
在绘制流量-水位曲线后,我们可以利用这个曲线来进行水位和流量
的计算。
根据设计要求,我们需要确定100年一遇洪水来临时的水位和流量。
假设我们需要计算100年一遇洪水来临时的水位,我们可以通过100
年一遇洪水的流量来查找对应的水位。
在这个例子中,我们可以得到100
年一遇洪水来临时的水位为10米。
同样地,我们也可以通过流量-水位曲线来确定100年一遇洪水来临
时的流量。
这样,我们就完成了桥梁水文计算中的主要步骤。
通过水文计算,我
们确定了100年一遇洪水来临时的水位和流量。
这些结果可以为桥梁的设
计和施工提供参考,以保证桥梁的安全性和可靠性。
总结起来,桥梁水文计算是桥梁设计中非常重要的一部分。
通过水文
计算,我们可以确定桥梁所需考虑的洪水情况,以确定桥梁的安全性和可
靠性。
水文计算主要包括洪水过程确定和水流计算。
通过一个简单的例子,我们演示了桥梁水文计算的基本步骤。
希望本文对你了解桥梁水文计算有
所帮助。