桥梁水文计算实例教学文案.pdf

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1、 桥梁水文计算实例 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 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 5.55000。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

2、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；精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 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：5423)(FzhQp （3-1）地貌系数，根据地形、汇水面积 F、主河沟平均坡度决定，取 0.1 h 径流厚度（mm），取 44mm Z 被植被或坑洼滞留的径流厚度（mm）,取 10mm F 汇

3、水面积（km2）,取 3.94 洪峰传播的流量折减系数，取 1 汇水区降雨量不均匀的折减系数，取 1 湖泊或小水库调节作用影响洪峰流量的折减系数，取 1 pQ规定频率为 p 时的洪水设计流量（m3/s）将各参数带入公式 3-1，可得5423)(FzhQp=59.34（m3/s）（2）交通部公路科学研究所暴雨推理公式：FSQnpp)(278.0 （3-2）pQ频率为 p 的设计流量（3/ms）pS暴雨力（/mm h）查暴雨等值线图（p1），得01.0S80mm/h 汇流时间（h）采用公式23zLKI，L 为河沟长度 2.52（km），zI为主河沟平均坡度5.55（000），3K=0.193，2=

4、0.713，=0.55（h）。n暴雨递减指数 此处分区为 I区，取 0.47。损失参数（mm/h）精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 采用公式22PK SF，2K=0.51，2=1.099，=0.437，为系数，=17.35（mm/h）。F汇流面积 3.94（2km），确定各个参数值带入公式 3-2可得百年一遇洪峰流量 FSQnpp)(278.0=140.88（3/ms）（3）贵州省简化公式 npFKQ*（3-3）K径流模量取 35.8 n地区指数取 0.834 F汇流面积 3.94（2km）确定各个参数值带入公式 3-3可得百年一遇洪峰流量 npFKQ*=112.27（3/ms）

5、（4）贵州省经验公式 3PPQCS F （3-4）pQ频率为 p 的设计流量（3/ms）pS暴雨力（/mm h）取 80/mm h C=11.59，=0.245，3=0.834，为系数 F汇流面积 3.94（2km）确定各个参数值带入公式 3-4可得百年一遇洪峰流量 3PPQCS F=114.97（3/ms）（5）QP取值：采用方法一计算得1%Q=59.34m3/s；采用方法二计算得1%Q=140.88m3/s；采用方法三计算得1%Q=112.27m3/s；采用方法四计算得1%Q=114.97m3/s。本桥100 年一遇洪水流量偏安全的取值，计算的结果1%Q=140.88m3/s 作为设计流精

6、品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 量。四 设计水位 调查工程选址处的河流形态断面，根据河床的糙率，河面的坡率，设计流量，利用谢才曼宁公式可以求出洪水的设计水位。谢才公式：vCRJ （4-1）C谢才系数，反映沿称阻力变化的系数；R水力半径，AR，其中 A 为过流断面面积，为断面中固体边界与流体相接触部分的周长，称湿周；J河面坡率。曼宁公式：1/61CRn （4-2）n粗糙系数；R水力半径。根据连续性方程可得流量关系：QAv （4-3）A过水断面的面积；v谢才公式计算的流量。由于现实中河槽和滩的糙率不一致，我们常用的方法是把河滩和河槽区分对待，公路工程水文勘测设计规范 5.3.1中介绍

7、：ccttQAVAV （4-4）2/31/21cccVRJn （4-5）2/31/21tttVRJn （4-6）Q设计洪水流量（m2/s）;精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 cA、tA河槽、河滩过水面积（m2）;cV、tV河槽、河滩平均流速（m/s）;cn、tn河槽、河滩糙率；cR、tR河槽、河滩水力半径（m）,当宽深比大于 10 时，可用平均水深代替；J水面比降。在工程选址处河沟中，调查时确定糙率 n，水面坡率 J。给定设计水位 H，利用河沟的形态断面，可以求出湿周 R，过水面积 A。利用公式 4-4、4-5、4-6可以求出相应水位的洪水流量，采用试算的办法，试算流量结果和第三

8、章根据暴雨径流方法确定的百年一遇洪水流量相差足够小时，即由洪水流量确定了设计水位。本处采用福建省交通规划设计院的程序，试算确定设计水位。桥址处的形态断面如图4-1：图 4-1 程序计算结果：设计水位：1008.78 设计流量：140.88 最大水深：2.78 左滩流量：0 主槽流量：131.10 右滩流量：0 左滩面积：0 主槽面积：38.14 右滩面积：0 左滩流速：0 主槽流速：2.60 右滩流速：0 五、冲刷计算 桥下一般冲刷 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 0.90.6620.151.04()()(1-)()zpdcmccgzdzQBhAhQBBAH 式中：ph桥下一般

9、冲刷后的最大水深 pQ频率为 P%时的设计流量（m3/s）,pQ=330.30（m3/s）2Q桥下河槽部分通过的设计流量（m3/s），2cptcQQQQQ=318.23 cQ天然状态下河槽部分的设计流量（m3/s），cQ=318.20（m3/s）tQ天然状态下河滩部分设计流量（m3/s），tQ=12.07（m3/s）cgB桥长范围内的河槽宽度（m），cgB=80（m）zB造床流量下的河槽宽度（m），对复式河床可取平摊水位时河槽宽度，zB=80（m）设计水位下，在cgB宽度范围内，桥墩阻水总面积与过水面积的比值，=0.113 桥墩水流侧向压缩系数，取=0.98 cmh河槽最大水深（m），cmh=2.945（m）dA单宽流量集中系数 zH造床流量下的河槽平均水深（m），对复式河床可取平摊水位时的河槽平均水深，zH=2.5（m）则 0.15()zdzBAH=1.211 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 0.90.6621.04()()(1-)zpdcmccgQBhAhQB=3.99 冲刷深度为 -pcmHhh=3.99-2.945=1.04（m）