常用桥梁壅水计算经验公式

规划设 计
【 文章编号 ］ １ ０ ０ ２ －０ ６ ２ ４ （ ２ ０ １ ５ ） １ ０ －０ ０ ０ ４ －０ ２
东北 水利水 电
２ ０ １ ５年第 ｌ ０期
不同行业桥梁壅水计算公式比较分析
张 旭
（ 深 圳市 深 水水 务 咨询 有 限公 司 ， 广 东 深圳 ５ １ ８ ０ ０ ３ ）
水 影 响线 内 的河 道 堤 防 都 要考 虑 加 高 ，桥 梁 净 空 的设计 也 必 须考 虑 桥 梁 壅水 的 影 响。根 据 ＜ 河 道 管
△ ０ ——上游壅高水头 ， △ ｚ ０ ＝Ａ Ｚ ＋ ｖ ： ／ ， ｍ；
△卜 水面壅高值 ， ｍ； ： ／ ２ 厂 上游渠道行近
中值 粒径 ， 即按质量计 ５ ０ ％ 都较它为小的粒径 ， 无 公式 （ ２ ） 系铁道 部科学研 究院陆浩 、 曹瑞 章 、 王玉洁 １ ９ ９ ８年的铁道部课题成果 ， 也是 由能量方 程 推导而来 ， 根 据我 国模型试验和 ４ Ｏ 余座桥梁调
查资料 ， 经过 多年不 断完善和检验制定的 ， 考虑 了 建桥前后过 水面积 的变化和 河床 冲刷对壅水高值 的影响 ，但是没有像无坎宽顶堰 流公式那样考虑 桥孔进 出口型式及桥墩形状有关的 因素影响。 １ ． ３ 铁 路行业桥梁壅水计算公式 铁路 行业桥 梁壅水计算公式 （ ６ ） 在Ｔ Ｂ １ ０ ０ １ ７ —
上 游 渠 道 行 近 流 流速水头 ， ｍ， 一般可忽略 ；
理范 围内建 设 项 目防洪 评价 报告编 制导则 （ 试 行） ＞ 的规定 “ 对 占用河道断面 ， 影响洪水下泄 的阻 水建筑物 ， 应进行壅水计算” 。 但水利 行业、 公路行
业及 铁 路 行 业 桥 梁 壅 水 计 算 规 范或 手 册 推荐 的计 算 公式 都 不 尽相 同 。

道不松公式：Z=η(V M2−V02)式中：Z──最大壅水高度m；η──与河段特征及河滩路堤阻挡流量和设计流量的比值有关的系数, 根据公路桥位勘测设计规范,η取值见表1；表1η值表V M──桥下断面平均流速m/s；V0──桥前断面平均流速m/s;实用水力学公式：Z=αV22g[(Bξ∑b)2−(ℎℎ+Z)2]式中：α──动能校正系数,一般取；ξ──过水面积收缩系数,取～；B──河宽m；V──建桥前断面平均流速m/s；h──建桥前断面平均水深m；Z──最大壅水高度m；∑b──建桥后过水断面总宽,河宽减去桥墩总宽m; Henderson公式：Z=(1+η)V222g−V122g式中：η──与桥墩形状有关的系数,矩形墩取,圆形墩取；V1、V2──桥位断面和河道断面的平均流速m/s; 铁科院陆浩公式：Z=K N K V V q2−V0q22g式中：V q──桥下断面平均流速,V q=K p Q S/ωj m/s；V0q──桥前断面平均流速,V0q=Q S/ωG m/s；K N、K V──系数,计算公式为：K N=√V qV0q−1.0,K V=0.5V q√g−0.1K N──定床壅水系数,与建桥前后桥下断面流速变化有关；K V──与建桥后桥下水流流态有关的系数；Q S──设计流量m3/s；ωG──有限过水面积m2K p──反映桥下流速随河床冲刷断面增大而减小的系数,K p=1/[1+A(p−1)],对于岩石河床取A──河床粒径系数,A=0.5×d50−0.25；d50──中值粒径mm；p──冲刷系数；ωj──冲刷前桥下净过水面积m2;铁科院曹瑞章公式：Z=K2g(V m2−V0m2)式中：V m──桥下平均流速, V m=K p Q p/A j, m/s；Q p──设计流量m3/s；A j──桥下净过水面积m2；K p──反映桥下流速随河床冲刷断面增大而减小的系数,K p=1/[1+A(p+1)],对于岩石河床取A──河床粒径系数,A=0.5×d500.25；d50──中值粒径mm；p──冲刷系数；V0m──天然状态下平均流速m/s；K──壅水系数,K=2/（V m−1）0.5；V0mg──重力加速度;。

水力学与桥涵水文下篇公式笔记河流比降：任意河段首尾两端的高度差与长度之比。

也称为坡度。

（%）??????????????==I：河底或河流水面比降Z1，Z2：分别为河段首端和终端的高程L：河段长度降水深度（mm）：单位时间的降水量?????= △H：降水量△t：降水历时按水量平衡条件：h=??????μtcH：一次暴雨总降水量（mm）I：降雨的初损量（mm/h）tc：净雨历时或产流历时（h）μ：后损的平均下渗率（mm/h）径流总量：在一定时段内，通过河流过水断面的总水量。

（Km3）??=??·??Q：流量（m3/s）流域面积（Km3）：F=L·B流量模数：单位流域面积上平均产生的流量。

（I3/s/km2）????????????=径流深度：将计算时段内的径流总量均匀分布在整个流域面积上时得到的平均水深。

（mm）??????=净流系数：同一时段内流域上的径流深度与降水量的比值。

????=H：同一时段内的降水量推理??=??·?????????? ??=????=??·??·?????????? ??=??·??????????—————————————————————————————————————————————起动流速：河流你傻由静止到运动的临界状态，此时水流的垂线平均流速（或断面平均流速）。

??????= ????.???? ??????+??.????×???????????+?? ??.????????：河床泥沙平均粒径（mm）V0：起动流速（m/s）H：水深（m）d形态断面的平均流速：??????????=·??·?? ??=·??·?? ????????对于宽浅河流，当水面宽度大于断面平均水深的10倍时，则水力半径R等于断面平均水深h：????????=·??·?? n：粗糙系数i：河流比降形态断面的流量：单式断面??=??·??复式断面??=????????+????????=????+????Q：全断面总流量（m3/s）A：过水断面面积（m2）Vc，Vt：分别为河槽与河滩断面平均流速（m/s）Ac，At：分别为河槽和河滩过水断面面积（m2）Qc，Qt：分别为河槽与河滩的流量（m3/s）—————————————————————————————————————————————重现期：例：P=5% T=1/5%=20年??=?????????+??????= P：累计频率离均系数表：????=??+???????=?????? ????= ???????+?? ??：平均流量（m3/s）Qp：频率为P的洪水流量（m3/s）Qфp：与频率p对应的离均系数Kp：фp的变率Cv：频率曲线的变差系数Cs：偏差系数—————————————————————————————————————————————汇流时间：北方：??=????·??南方：??=????·?????? ?????????????暴雨递减系数n：τ<1小时，用n1 τ=1?6小时，用n2 τ=6?24小时，用n3损失参数（mm/h）：北方??=?????????? 南方??=???????????????经验公式：??????=?? ??????? ?????? ??=????????????地貌指数Ψ、m、λ2系数指数：c、β、λ3：由桥涵位置、地形、主河沟坡度决定—————————————————————————————————————————————径流成因简化公式：汇水面积F≤30平方公里的小流域常用公式????Ψ：地貌系数（附表9）F：汇水面积（Km3）?????? ??h：暴雨径流厚度（mm）F<10时，t=30；10<F<20时，t=45；20<F<30时，t=80。

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。

壅水范围计算
好的，我猜你想了解的是桥梁壅水范围计算，下面为你介绍相关计算公式：
- 桥前壅水计算公式为：△ZM=η·（V1-V2），其中，△ZM为桥前最大壅水高度，η为系数，V1为断面平均流速，V2为桥下平均流速。

- 桥下壅水计算公式为：△ZM=0.5·△ZM，其中，△ZM为桥前最大壅水高度。

- 壅水曲线全长计算公式为：L=△ZM·S，其中，L为壅水曲线全长，△ZM为桥前最大壅水高度，S为桥址河段天然水面坡度。

上述公式可用于桥梁壅水范围的计算，但具体计算过程可能较为复杂，建议你参考专业书籍或咨询相关专业人士以获取更准确的结果。

桥梁壅水计算我多次参加桥梁防洪评价评审工作，对桥梁壅水计算使用的经验公式多种多样，究竟哪个合适，评审无所是从。

水利部发布的《洪水影响评价报告编制导则》LS520－2014附录A给出了答案，A.2.2.3 “桥梁等阻水建筑物壅水高度及壅水曲线长度的计算，应参照TB10017和JTG C30进行。

”其中TB10017即《铁路工程水文勘测设计规范》TB10017－99，现将规范的计算公式介绍如下：3.5.1桥前壅水可按下式计算：△ZM =η（22vv M ）（3.5.1）式中：△ZM—桥前最大壅水高度（m）；η—系数，应按表3.5.1的规定取值；v—断面平均流速，为设计流量被全河过水断面（包括边滩和河滩）除得之商（m/s）；Mv—桥下平均流速，应按表3.5.1－2规定计算求得（m/s）。

3.5.2桥下壅水高度可采用桥前最大壅水高度的一半。

对于山区和山前河流，洪水涨落急骤，历时短促，且河床质坚实不易冲刷时，桥下壅水高度可采用桥前最大壅水值。

对于平原洪水涨落很缓慢的河流，且河床质松软，易于造成冲刷时，桥下壅水可不计。

（见下页）表3.5.1－2 桥下平均流速表3.5.1－2中： P —冲刷系数； gxP ωω=g ω—桥下供给过水断面积（m 2），当桥址上、下游有阻水山包或其他挡水建筑物时，桥下供给过水断面积应扣除其影响部分；x ω—桥下需要过水断面积（m 2）； x ω=αcos p Pv Qp v —设计流速（m/s ），对河滩较小、压缩不多的河段，可采用通过设计流量时河槽（包括边滩）的天然平均流速；当河滩很大时，可按经验确定；渠道或运河上的桥，可采用设计渠道或运河的设计流速；p Q —设计流量（m 3/s ）；α—水流方向与桥梁轴线之法线间的夹角（º）。

3.5.3 壅水曲线全长可按下列公式估算： 02I Z L My ∆= 式中： y L —壅水曲线全长（m ）；I—桥址河段天然水面坡度。

=
57.15767665 126.79 58.32 2.174 2.118 1.986 1.941 246.092 0.156709 m3/s > m/s m
流速V=Mz*Hp^2/3*Iz^0.5= 流量 Q = ω V = 由于 (Q-Qp)/Qp = 三、孔径计算 取设计流量Qs= 1、利用经验公式计算 1）河槽宽度公式 根据桥位手册查表8.2.1-1
则初步拟定桥孔长度48m，桥型采用3*16米预应力钢筋混凝土空心简支板桥 1.941 0.072168784 1.941 207 m /s m /s
3 2
m/s
板长 = 墩宽 b = Lj = 桥梁孔数
16.00 1.00 12.85640646 3
m m m 孔
第2页
压缩系数μ =1-0.375(Vs/Lj)= 冲刷系数P=Q/（Qmμ （1-λ ））*V桥/V槽= 桥下毛过水面积ω q=Qs/(μ (1-λ )VsP)= 孔径B=ω q/hcp= ω j=(1-λ ）ω q= Vq=0.5X(Qs/ω j+Vc)= 四、桥面标高计算 1、雍水高度 Ky =0.5/(Vm/g^0.5-0.1)= Kn =2/(Vm/Vom-1)^0.5= 桥前雍水高度Δ Z=KnKy(Vq2-Vch2)/2g= 2、波浪高度 风速取 W = 浪程取 L = 波浪高度 H0 = 0.0166W 3、桥面标高 桥面横坡为I= 横坡差Δ h=I*B/2= 板厚取 计算水位 Hm= 五、冲刷计算 1、一般冲刷 1、64-1修正式： 平滩水位时河槽宽度B= 单宽流量集中系数A=(B 含沙量E取 hp=1.04(AQs/Qc)^0.9)(Bc/(1-λ )/μ /B2)^0.66*hmc= 2、桥墩局部冲刷 1.按 65-1修正式： V=VZ=Ed1/6hp2/3 = V0=0.0246(hp/d) V>V0 V0'=0.462(d/B) n=(V0/V) Kη =0.8(1/d 3、总计冲刷 总计冲刷深度hs(65-1)=hp+hb= 桥墩基底最小埋置标高Hm=Hs-hs-1.5= 冲止标高 3.9 1484.8 1486.3045 m m 1.496 复核 1.496

桥面排水水力计算公式桥梁是连接两个地点的重要交通工具，而桥面排水则是保证桥梁安全使用的重要因素之一。

桥面排水水力计算公式是评估桥梁排水系统设计的关键工具，它可以帮助工程师确定桥梁排水系统的设计参数，以确保桥梁在各种气候条件下都能正常排水，避免积水对桥梁结构和使用安全造成影响。

桥面排水水力计算公式的基本原理是根据桥面的几何形状、降雨量和排水系统的设计参数来确定桥面排水的能力。

在进行桥面排水水力计算时，需要考虑以下几个因素：1. 桥面几何形状，桥面的几何形状对排水能力有着直接的影响。

桥面的坡度、高程和横向坡度都会影响雨水在桥面上的流动速度和方向，从而影响排水系统的设计和排水能力。

2. 降雨量，降雨量是确定桥面排水水力计算公式的重要参数之一。

根据当地的气候条件和历史降雨数据，可以确定桥梁设计的最大降雨量，从而确定排水系统的设计参数和排水能力。

3. 排水系统设计参数，排水系统的设计参数包括排水管道的直径、坡度和长度，以及排水口的数量和位置等。

这些参数将直接影响桥面排水的能力，因此需要在桥面排水水力计算公式中进行考虑。

在进行桥面排水水力计算时，可以使用以下几种常见的公式来确定桥面排水的能力：1. 曼宁公式，曼宁公式是用来计算开放渠道流量的经验公式，可以用来确定桥面排水系统的设计参数。

曼宁公式的基本形式为Q = (1.49/n) A R^(2/3) S^(1/2)，其中Q为流量，A为横截面积，R为湿周，S为坡度，n为曼宁系数。

2. 麦克劳林公式，麦克劳林公式是用来计算管道流量的经验公式，可以用来确定桥面排水系统的设计参数。

麦克劳林公式的基本形式为Q = (π/4) D^2 V，其中Q为流量，D为管道直径，V为流速。

3. 雨水径流计算公式，雨水径流计算公式是用来确定降雨条件下桥面排水的能力的公式，可以根据当地的降雨量和桥面的几何形状来确定排水系统的设计参数。

在进行桥面排水水力计算时，需要根据实际情况选择合适的公式，并结合实际的工程数据进行计算。

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誊 ｌ
－ ０
桥 梁 壅 水 数 值 模 拟 计 算
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２ 数 学模型
２１ 型 方程 ．模
桥 梁河道水流一 般为非恒 定 的 渐变流 ，表征非恒定 渐变流 断面水 力要 素随时间和空 间变化 的函数 关 系式 是圣维南方 程组 ，由非恒定 流 河道情 况 ，采用平面 二维浅水方 程
． ． ． …
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连续方程 和运动方程所 组成 。根 据 垛 作为实际应用 的控制方程组 ：
ａｖ ） （ｈ
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Ｏ０ ５０５０５００ ㈣ ５ｍ胁ｍ晒舵肼ｍ－ ０旧 — 连续方程 ： ０ ０ Ｏ
０ 厂 一、
断 面号
６ ０ ０ ＋４ ０
左 岸 壅水 右 岸 壅 水
ｆ ） 【 】
备 注
ＣＳ ３ １０
ＣＳ ３１ ｌ
６ ００ ＋５ ０
６十５ ０ ５
『 １
（（】 ）１１ 【
０
－ｏ ０ ２ ．０
ＣＳ ３ １２
ＣＳ ３ １３ ＣＳ ３ １４
范围， 还要考虑河道内建筑物的影响 以及模型进 口边界稳定 所需的河道范围。 剖分网格 ：计算 网格 的大小应满足建中 ｘＹ 、 为水平 坐标轴 ；、 为 ｘＹ 向流 速 ；为时 ｕｖ 、轴 ｔ
问变量 ； ｇ为重力加速度 ； ｈ为水 深 ；ｏ ｃ 为河 床泥面 高程 ； ｚ ｐ
对计算精 度的要求 。模 型计算 网格 由三角形六结点 和四边
形八 结点 相结合的等参数 网格单 元构 成 ，桥墩位 置局部采
用 网格 加 密 技 术 ． ．

道不松公式：?Z=η(V M2−V02)式中：?Z──最大壅水高度（m）；η──与河段特征及河滩路堤阻挡流量和设计流量的比值有关的系数, 根据《公路桥位勘测设计规范》，η取值见表1；表1η值表V M──桥下断面平均流速（m/s）；V0──桥前断面平均流速（m/s）。

实用水力学公式：?Z=αV22g[(Bξ∑b)2−(ℎℎ+?Z)2]式中：α──动能校正系数，一般取；ξ──过水面积收缩系数，取～；B──河宽（m）；V──建桥前断面平均流速（m/s）；h──建桥前断面平均水深（m）；?Z──最大壅水高度（m）；∑b──建桥后过水断面总宽，河宽减去桥墩总宽（m）。

Henderson公式：?Z=(1+η)V222g−V122g式中：η──与桥墩形状有关的系数，矩形墩取，圆形墩取；V1、V2──桥位断面和河道断面的平均流速（m/s）。

铁科院陆浩公式：?Z=K N?K V V q2−V0q22g式中：V q──桥下断面平均流速，V q=K p Q S/ωj(m/s）；V0q──桥前断面平均流速，V0q=Q S/ωG（m/s）；K N、K V──系数，计算公式为：K N=√V qV0q−1.0，K V=0.5V q√g−0.1K N──定床壅水系数，与建桥前后桥下断面流速变化有关；K V──与建桥后桥下水流流态有关的系数；Q S──设计流量（m3/s）；ωG──有限过水面积（m2）K p──反映桥下流速随河床冲刷断面增大而减小的系数，K p=1/[1+A(p−1)]，对于岩石河床取（A──河床粒径系数，A=0.5×d50−0.25；d50──中值粒径（mm）；p──冲刷系数）；ωj──冲刷前桥下净过水面积（m2）。

铁科院曹瑞章公式：?Z=K(V m2−V0m2)式中：V m──桥下平均流速, V m=K p Q p/A j,( m/s)；Q p──设计流量（m3/s）；A j──桥下净过水面积（m2）；K p──反映桥下流速随河床冲刷断面增大而减小的系数，K p=1/[1+A(p+1)]，对于岩石河床取（A──河床粒径系数，A=0.5×d500.25；d50──中值粒径（mm）；p──冲刷系数）；V0m──天然状态下平均流速（m/s）；K──壅水系数，K=2/（V m−1）0.5；V0mg──重力加速度。

防洪工程常用计算公式在抗洪抢险中，经常遇到一些技术问题，也就是暴雨、洪水、河道、水库的设计洪水、校核洪水、河道过洪能力计算问题，本人把一般常用的水利水电工程计算公式摘录如下，以供大家在抗洪抢险中参考、探讨：㈠暴雨洪水设计⑴暴雨设计：暴雨：12小时降雨量达到30毫米或者24小时降雨量达到50毫米时称为暴雨。

每小时以内的降雨量达到20毫米也称为暴雨。

设计暴雨的计算公式：①设计点雨量计算公式：Htp=KpHt(式中：Ktp——设计点雨量；Kp——皮尔逊曲线值；Ht——最大雨量均值；t——欲求时间；)②设计面雨量计算公式：Ht面=atHt（式中：Ht面——设计面雨量；at——暴雨线性系数；Ht——设计历时点雨量；at、bt——暴雨线性拟合系数；）③暴雨系数计算公式：at=（式中：at、bt——线性拟合参数；F——流域面积；）④多年平均径流量计算公式：Wp=1000yF(式中：Wp——多年平均径流量；y——多年平均径流深；F——流域面积；)⑤设计频率年径流深计算公式：yp=yKp(式中：y——多年平均径流深；Kp——频率模比系数；)⑥多年平均年径流系数计算公式：α=y/x =W/1000Fx（式中：α——多年平均年径流系数；y——年径流深；x——多年平均降雨量；）⑵洪水设计：①洪水特征：一般常用洪峰流量、洪水总量、洪水过程线三个要素表示。

洪水设计的概念：一次降雨形成的洪水过程线，反映洪水的外形，过程线上的最大值就是洪峰流量，用Q表示。

洪峰最高点就是洪峰水位，用Z表示。

洪水过程线和横坐标所包围的面积，经过单位面积换算求得，就是洪水总量，用W表示。

洪水过程线的底宽是洪水总历时，用T表示。

从开始涨水到洪峰流量的历时称为涨水历时，用t1表示。

从洪峰到洪水下落到终止的历时称为落水历时，用t2表示。

洪水总历时等于涨水历时和落水历时之和。

即T=t1 t2。

一般情况下，一次降雨形成的洪水过程称为单式洪水过程。

相邻两次以上的降雨，前面降雨形成的洪水没有泄完，后面降雨形成的洪水接踵而来，称为复式洪水过程。

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：n0.90j 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 c vgh ⨯=＜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 1.49.49Q s 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：mυ=0.250.2550' 3.723.29' 3.7210.5(1)10.53(1)3.11mm cv v d v -==+-+⨯⨯-m/s系数6.43Ky=0.50.50.530.10.1==-桥前最大壅水高度：∆Z=22226.430.53()(3.29 3.00)0.32229.8momK nK y vvg⨯-=-=⨯m桥下壅水高度取洪水和河床条件为一般情况，则：∆Zq=12∆Z=0.16m2.3.2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 。

1.4.5 冲刷计算
本河段以假定为平原顺直型河段，属稳定性河段，对河槽自然演变的影响不 明显，对该桥位地质断面图分析，河床地质属中砂和细砂质土壤，应按砂质河槽 计算。已知桥位河段历年汛期平均含砂量ρ=3kg/m3。 该桥上部结构采用 3 孔 35m 预应力混凝土 T 型梁，下部结构采用钢筋混凝 土单排双柱式桥墩，柱径 D=1.5m，钻孔灌注桩桩径 D=1.5m；桥台采用桩柱式， 桩柱直径 D=1.5m。 1.河槽一般冲刷 根据地质剖面图分析，桥下河槽不可能扩宽。已知桥下河槽流量 Q=1600 m3/s，桥台前缘桩号为 k0+116.5 和 k2+220；粗糙系数 m=50。 桥孔长度 Lj=220 116.5=103.5m 桥孔净长 Lj1=3 (35 1.5)=100.50m 由桥位断面知，河槽最大水深 Hmax=7.75m H 均=ω/B=617.781/120=5.148m 由于河床为细砂及中砂，平均粒径采用 D 均=1mm 单宽流量系数
B2=L=248.5 B=311 λ=
u 11.5 5.148 0.024 om 617.781 - 64.249
查表得：u=0.98
1448.74 H p 1.04 1.12 1600
=9.51m 2.河槽中桥墩的局部冲刷


0.9
120 1 - 0.014 0.98 98.5
6.平均水深
H 均=ω/B=617.781/120=5.148m V=m (H 均)2/3 I1/2 =50 (5.148)2/3+(0.0003)1/2 =2.582m/s
7.由谢才—满宁公式
8.设计水位时，过水断面流量 QS
QS=ω V=617.781 2.582=1595.111 m3/s 设计流量偏安全考虑，选定 QS=1600m3/s V=2.60m/s ω=617.781m/s B=120m

ｎ
式中:Ｋ ———流量模数ꎻ
ｎ ———糙率系数ꎻ
Ａ ———分区面积ꎻ
Ｒ ———水力半径ꎮ
动能校正系数 α 计算公式如下:
α
＝
Ａ２ｔ Ｋ３ｔ
éëêê
Ｋ３ ｌｏｂ
Ａ２ ｌｏｂ
流量加权系数计算公式如下:
Ｌ ＝ Ｌｌｏｂ Ｑｌｏｂ ＋ Ｌｃｈ Ｑｃｈ ＋ Ｌｒｏｂ Ｑｒｏｂ Ｑｌｏｂ ＋ Ｑｃｈ ＋ Ｑｒｏｂ
式中:Ｌｌｏｂ 、Ｑｌｏｂ ———左岸滩地距离和流量ꎻ
Ｌｃｈ、Ｑｃｈ ———主河道距离及流量ꎻ
Ｌｒｏｂ 、Ｑｒｏｂ ———右岸滩地距离及流量ꎮ
摩阻坡度 Ｓｆ 计算公式如下: Ｑ ＝ ＫＳ１ｆ / ２ Ｋ ＝ １������ ４８６ＡＲ２/ ３
该桥梁跨河部分设计尺寸统计见下表 １ꎮ
表１
桥梁跨河部分设计高程及尺寸
桥墩号 ６＃ ７＃ ８＃ ９＃ １０ ＃ １１ ＃ １２ ＃ １３ ＃ １４ ＃ １５ ＃ １６ ＃ １７ ＃ １８ ＃
桥面高程( ｍ) ３９９������ １５ ４００������ ０７ ４００������ ９９ ４０１������ ８６ ４０２������ ５５ ４０３������ ０６ ４０３������ ４ ４０３������ ５６ ４０３������ ５４ ４０３������ ２７ ４０２������ ７２ ４０１������ ８９ ４０１������ ０９
求解一维能量方程式ꎮ 该模型不仅根据糙率的纵
横向分布考虑主河道和滩地的流量分配ꎬ还考虑
了糙率随水位的变化ꎬ并且还结合各种形状涉水
建筑物的阻水基理分析阻水情况和能量损失ꎮ
其基本能量方程式表示如下:
Ｚ２
＋
Ｙ２
＋
α２ Ｖ２２ ２ｇ

常用桥梁壅水计算经验公式The final revision was on November 23, 2020道不松公式：Z=η(V M2−V02)式中：Z──最大壅水高度（m）；η──与河段特征及河滩路堤阻挡流量和设计流量的比值有关的系数, 根据《公路桥位勘测设计规范》，η取值见表1；V M──桥下断面平均流速（m/s）；V0──桥前断面平均流速（m/s）。

实用水力学公式：Z=αV22g[(Bξ∑b)2−(ℎℎ+Z)2]式中：α──动能校正系数，一般取；ξ──过水面积收缩系数，取～；B──河宽（m）；V──建桥前断面平均流速（m/s）；h──建桥前断面平均水深（m）；Z──最大壅水高度（m）；∑b──建桥后过水断面总宽，河宽减去桥墩总宽（m）。

Henderson公式：Z=(1+η)V222g−V122g式中：η──与桥墩形状有关的系数，矩形墩取，圆形墩取；V1、V2──桥位断面和河道断面的平均流速（m/s）。

铁科院陆浩公式：Z=K N K V V q2−V0q22g式中：V q──桥下断面平均流速，V q=K p Q S/ωj(m/s）；V0q──桥前断面平均流速，V0q=Q S/ωG（m/s）；K N、K V──系数，计算公式为：K N=√V qV0q−1.0，K V=0.5V q√g−0.1K N──定床壅水系数，与建桥前后桥下断面流速变化有关；K V──与建桥后桥下水流流态有关的系数；Q S──设计流量（m3/s）；ωG──有限过水面积（m2）K p──反映桥下流速随河床冲刷断面增大而减小的系数，K p= 1/[1+A(p−1)]，对于岩石河床取（A──河床粒径系数，A=0.5×d50−0.25；d50──中值粒径（mm）；p──冲刷系数）；ωj──冲刷前桥下净过水面积（m2）。

铁科院曹瑞章公式：Z=K(V m2−V0m2)式中：V m──桥下平均流速, V m=K p Q p/A j,( m/s)；Q p──设计流量（m3/s）；A j──桥下净过水面积（m2）；K p──反映桥下流速随河床冲刷断面增大而减小的系数，K p= 1/[1+A(p+1)]，对于岩石河床取（A──河床粒径系数，A=0.5×d500.25；d50──中值粒径（mm）；p──冲刷系数）；V0m──天然状态下平均流速（m/s）；K──壅水系数，K=2/（V m−1）0.5；V0mg──重力加速度。

1，外业勘测前的准备工作 1，1，了解桥梁所处的位置和所属河流、水系，勾绘汇水面积。 1，2，收集与本桥位相关的水文、气象资料。 （1）水文站的多年连续或不连续流量系列。 （2）水位站的多年连续或不连续水位系列。 （3）水文站多年使用的基本水文参数，如：糙率、比降、流速。 （4）桥位上游是否有水坝，若有，其设计、较核频率各是 多少、与桥梁设计同频率的放流情况如何。 （5）桥位附近是否有与已知水文站相关的其它水文站。 该水文站的水文系列如何。 （6）调查、搜集历史洪水情况（年份、流量、水位）。 （7）收集所处地区的有关风、雨、流冰、气温等气象资料。
第二节

水文勘测分析计算基本途径
桥涵水文计算、分析基本途径如下：
1， 有水文观测资料—— —— 水文统计法 2， 无水文观测资料—— --形态断面法 3， 无水文观测资料（无居民)—经验公式法


一， 有水文系列观测资料时水文统计法： (一)，资料搜集和准备：



2，水文观测资料的收集、整理和插补延长
1） 调查法：通过调查、走访河流两岸附近居民，通过他们对历史洪水的记忆 对已有的水文系列进行插补和延长。 2）考证法：通过文献、历史记载、碑刻、民间传说等对已有的水文系列进 行插补和延长。 3）两系列的相关分析法：若分析站水文系列较短，而同一流域内或相近的另 系列水文系列较长，则可将该站作为参证站，将两站的水文系列 通过回归分析的方法得到相关方程，再通过相关方程对较短的 分析站水文系列进行插补和延长，从而得到更长的水文系列。 4）流域面积比拟法：当上、下游水文站与测站流域面积相差不超过10％可 直接引用。如较大但不超过20％可按下式计算：
。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 × 。 × 。 。 。 × × 。 。 。 × 。 。 。

摘要：本文应用复式河道的桥梁壅水实验资料对拱桥法进行了验证，发现拱桥法计算值往往过高。

提出了可用于复式河道的边滩等价河宽的概念和计算方法，并与实测资料进行了对比。

关键词：复式河道桥梁壅水1 前言所谓复式河道是指有河漫滩的河道，在洪水期，河漫滩将会被淹没。

由于主槽和滩地有不同的水深和糙率，水位流量关系将和单道有所不同。

当水流漫滩时，由于主槽水流与滩地水流的相互作用，断面过水能力通常会降低。

特别是水流刚刚漫滩时，由于断面形状的突变，加上滩地糙率一般与主槽不一样，使估算过水能力变得非常困难。

然而正确的估计给定水位下的流量以及已知流量如何确定水位等问题对于洪水预报、防洪规划又是必不可少的。

为了系统地研究复式河道的水力学问题，增进合作、交流、避免重复研究，由英国科学与工程研究委员会资助，在英国瓦灵弗水力学研究所（Hydraulics Research Limited Wallingford， UK）建成了洪水河道设施(Flood Channel Facility，简称FCF)。

FCF 自1986年开放以来，主要进行了三个系列的实验：1987～1989年的顺直和歪斜河道实验：1990～1994年的弯曲河道实验；1995～1997的固定河岸、可动河床实验。

目前正在进行自形成河道实验。

到1999年，已有80篇以上的论文是基于FCF 实验数据的。

在1995年国际水力学研究协会第26届大会上被选定为检验数学模型的基准资料。

1999年，Knight[1]对复式河道的水力学研究作了系统总结。

由于桥梁的修建减小了断面过流面积，水流流线在桥梁的上游形成收缩，下游形成扩散，加上桥体本身的阻力等因素，使河流的局部阻力增大，造成局部水头损失，形成桥梁上下游的水位差（称为桥梁壅水）。

河道桥梁壅水在流量小时并不明显，而在洪水期较为显著。

桥梁壅水抬高了桥梁上游水位，增大了淹没面积，滞蓄了洪水，从而增大洪水灾害。

如果流量过大，使洪水漫过桥梁，甚至冲毁桥梁，将造成更大的灾害。