橋梁工程水文計(jì)算

/2、水文計(jì)算基本資料：橋位于此穩(wěn)定河段，設(shè)計(jì)流量，設(shè)計(jì)水位，河槽流速，河槽流量，河槽寬度，河槽平均水深，自然橋下平均流速,斷面平均流速，水面寬度，河岸凹凸岸曲率半徑的平均值，橋下河槽最大水深。2.1橋孔長(zhǎng)度依據(jù)我國(guó)公路橋梁最小橋孔凈長(zhǎng)度Lj公式計(jì)算。該橋在穩(wěn)定河段，查表知K=0.84，n=0.90。有明顯的河槽寬度Bc，則有：換算成平面半徑R=1500的圓曲線上最小橋孔凈長(zhǎng)度為154.23m。2.2橋孔布置圖依據(jù)河床斷面形態(tài)，將左岸橋臺(tái)樁號(hào)布置在K52+325.00。取4孔40m預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁為上部結(jié)構(gòu)；鉆孔灌注樁雙柱式橋墩，樁徑為1.6m，墩徑取1.4m；各墩位置和樁號(hào)如圖1所示；右橋臺(tái)樁號(hào)為K52+485.00；該橋孔布置方案的橋孔凈長(zhǎng)度為155.80m大于橋孔凈長(zhǎng)度154.23m，故此橋孔布置方案是合理的。2.3橋面最低高程河槽弗汝德系數(shù)Fr=。即，設(shè)計(jì)流量為緩流。橋前出現(xiàn)壅水而不出現(xiàn)橋墩迎水面的急流沖擊高度。2.3.1橋前壅水高度Z和橋下壅水高度Zq沖刷前橋下流速=自然橋下平均流速vom=3.00m/s自然淤積孔隙率n為0.4，則自然空隙比e取0.67，查表知d50=3mm沖刷前橋下流速：=m/s系數(shù)Kn=Ky=橋前最大壅水高度：Z=m橋下壅水高度取洪水和河床條件為一般狀況，則：Zq=Z=0.16m浪高h(yuǎn)2計(jì)算風(fēng)速為21.53m/s，浪程內(nèi)平均水深取河床平均水深8.60m，汛期順風(fēng)向到達(dá)橋位斷面形成的最大水面風(fēng)距為1450m。浪高計(jì)算如下：=0.39m。因/=0.39/8.60=0.047＜0.1，應(yīng)取KF=2.42，則波浪高度：h2=KF=2.42×0.39=0.94m按《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，靜水面以上浪高取2/3的波浪高度計(jì)0.66h2；另外，波浪在墩前被阻擋時(shí)，墩前波浪高度將雍高，近似取雍高值為0.2h2，這樣，靜水面以上的波浪高度為波浪全高的0.86倍，即0.86h2=0.86×0.94=0.81m。波浪坡面爬高和河岸凹岸超高橋頭路堤和導(dǎo)流堤頂面高程應(yīng)計(jì)入波浪坡面爬高，按式he=KKvR0計(jì)算。橋位在河灣內(nèi)，橋面最低高程應(yīng)計(jì)入兩岸超高的一半，即0.5hw。hw=m凹岸對(duì)水流中線的超高為0.5hw=0.15m按設(shè)計(jì)洪水通過(guò)要求的橋面最低高程Hmin=Hs+=Hs+0.5Z+0.86h2+0.5hw++=457.00+0.16+0.81+0.15+0.5+2.70=461.32m按Ⅵ-（1）級(jí)航道航道通航標(biāo)準(zhǔn)，要求的橋面最低高程Ⅵ-（1）級(jí)航道最高通航水位的重現(xiàn)期為5年，對(duì)應(yīng)最高通航水位，由p=1/5的流量即Q20%，計(jì)算相應(yīng)的水位H20%求得H20%=455.00；通航凈空高度為6.00m；通航凈寬為30m。Hmin=Htn+HM+=455.00+6.00+2.70=463.70m以上計(jì)算結(jié)果表明，通航要求限制橋面高程，橋面最低高程確定為463.70m。2.4此沖刷為非粘性土河床沖刷，橋下斷面一般沖刷后水深hp按一般沖刷64-2簡(jiǎn)化公式計(jì)算hp=按一般沖刷64-1公式計(jì)算2.5橋墩局部沖刷深度hb橋墩為雙柱墩，墩柱直徑1.40m，查墩形系數(shù)表=1.0，計(jì)算墩寬B1=1.40m。65-2公式行近水流；=起動(dòng)流速m/s，起沖流速m/s，，為動(dòng)床沖刷。65-2修正公式行近水流；起動(dòng)流速=起沖流速=1.0，B1=1.40m；hb的回來(lái)值K=0.46hb的上限值K=0.60依據(jù)輸沙平衡原理，當(dāng)流速大于很多時(shí)，將出現(xiàn)沖刷坑內(nèi)輸沙平衡，沖刷不再增加。例中，大約為=0.54m/s的8倍，沖刷深度還以0.54次方的指數(shù)函數(shù)增大，和實(shí)橋資料分布趨勢(shì)不同。取值較為適宜。2.6橋墩的最低沖刷線高程2.7橋臺(tái)沖刷依據(jù)地形圖橋位斷面左右岸均有河灘，阻擋河灘水流長(zhǎng)度各為L(zhǎng)D=10m，阻水較多沖刷較深。按交通部科技攻關(guān)公式計(jì)算：橋臺(tái)形式接受帶豎直前墻和上下游錐坡，兩岸河灘受阻水流弗汝徳系數(shù)：兩岸分別阻水面積：橋臺(tái)沖刷深度：2.8橋臺(tái)最低沖刷線高程上式計(jì)算的橋臺(tái)沖刷深度是平均床面高程以下的一般沖刷和局部沖刷總深度。兩岸平均水深ht=1.49m橋臺(tái)最低沖刷線高程Hmin=Hs-ht-hs=457.00-1.49-3.95=451.56m2.9計(jì)算結(jié)果分析橋墩最低沖刷線高程為435.41m，橋臺(tái)最低沖刷線高程為451.56m，表