涵洞计算.pdf
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附录H 涵洞流态判别及过流能力计算 H.0.1 涵洞水流流态决定过流能力所采用的计算公式。涵洞的流态主要根据进口水深、出口水深与洞高的关系,分为无压流、半压力流、非淹没压力流及淹没压力流,其判别标准为: 1 时D H 2.1≤
当h 2 1.2D 当h 3 H>1.5D 时 当h H.0.2 无压流涵洞流态还与洞身长度有关,分为长洞与短洞,其判别标准为:L<8H 时为短洞;L ≥8H 时为长洞。式中的L 为洞身身长度(m ),H 的意义同前。 H.0.3 涵洞过流能力按下列不同流态分别计算: 1 无压流涵洞过流能力可按公式(H.03—1)~ 公式(H.0.3--4)计算 2302H g mB Q σε= (H.0.3--1) g v H H 22 0ε+= (H.0.3--2) 4.000 131.2⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−=H h H h s s σ (H.0.3--3) 163 iL h h s −= (短洞) (H.0.3--4) 式中 Q——涵洞过流量(m 3/s ); B——洞宽(m ); m——流量系数,可近似采用m=0.36; ε——侧收缩系数,可近似取ε=0.95; H 0——包括行近流速水头在内的进口水深(m ),按公式(H.0.3--2)计算求得; g——重力加速度,g=9.81(m/s 2) ; h s ——洞进口内水深(m ),对短洞,可按公式(H.0.3--4) 计算求得,对长洞需以出口水深为控制水深, 从出口断面向上游推算水面线以确定洞进口内 水深; σ——淹没系数,可按公式(H.0.3--3)计算求得或按 表H.0.3—1查得。 v——上游行近流速(m/s ); α——动能修正系数,可采用α=1.05;其余符号意义同前。 表H.0.3-1 淹没系数σ值表 hs/H 0 ≤0.72 0.75 0.78 0.80 0.82 0.84 0.86 0.88 0.90 0.91 σ 1.00 0.99 0.98 0.97 0.95 0.93 0.90 0.87 0.83 0.80 hs/H 0 0.92 0.93 0.94 0.95 0.96 0.97 0.98 0.99 0.995 0.998 σ 0.77 0.74 0.70 0.66 0.61 0.55 0.47 0.36 0.28 0.19 2 半压力流涵洞过流能力可按公式(H.0.3--5)计算: ()D iL H g A m Q 1012β−+= (H.0.3--5) 式中 m 1——流量系数,由表H.0.3—2查取; A——洞身断面面积(m 2) ; β1——修正系数,由表H.0.3—2查取; i——洞底坡降;其余符号意义同前。 164 表H.0.3—2 流量系数m 1及修正系数β1值表 进口型式 m 1 β1 圆维形护坡 0.625 0.735 八字墙、扭曲面翼墙 0.670 0.740 走廊式翼墙 0.576 0.715 3 压力涵洞过流能力分别按下列非淹没压力流与淹没压力流进行计算: 1) 非淹没压力流涵洞过流能力按公式(H.0.3--6)~公式(H.0.3--10)计算: ()D iL H g A m Q 2022β−+= (H.0.3--6) ∑++=R C gL m 22211 ξ (H.0.3--7) χA R = (H.0.3--8) 61 1R n C = (H.0.3--9) 65321ξξξξξξ++++=∑ (H.0.3--10) 式中 m 2——流量系数,按公式(H.0.3--7)计算求得; β2——修正系数,可采用 β2=0.85; R——水力半径(m ),可按公式(H.0.3--8)计算求得; χ——湿周(m ); C——谢才系数(m 0.5/s ); n——糙率,混凝土洞可采用0.014; ∑ξ——除出口损失系数以外的局部水头损失系数总和; ξ——进口损失系数,顶部修圆的进口可采用 1 0.1~0.2 ; ξ——拦污栅损失系数,与栅条形状尺寸及间距有关, 2 一般可采用0.2~0.3; ξ——闸门槽损失系数,可采用0.05~0.1; 3 ξ——进口渐变段损失系数,可按表H.0.3—3查 5 得; ξ——出口渐变段损失系数,可按表H.0.3—3查 6 得; 其余符号意义同前。 表H.0.3—3 渐变段水头损失系数 渐变段形式进口出口 扭曲面0.1~0.2 0.3~0.5 八字斜墙0.2 0.5 圆弧直墙0.2 0.5 2)淹没压力流涵洞过流能力公式(H.03—11)~公式 (H.0.3—14)计算: ()h 2(H.0.3--11) + = Q− g m H A iL 3 165