公路橋涵水力計(jì)算-小橋水力計(jì)算

公路橋涵設(shè)計(jì)01小橋水力計(jì)算圖式方法步驟小橋水力計(jì)算

表解法求算孔徑0302小橋水力計(jì)算一、小橋水力計(jì)算圖式通過(guò)橋下水流，由于受到橋頭路堤和墩臺(tái)的擠束，將使橋下流速增大。若橋下水流壓縮很小，則孔徑偏大很不經(jīng)濟(jì)；若壓縮過(guò)大，雖然孔徑可以減小，可節(jié)省工程數(shù)量，但會(huì)造成上游水淹沒(méi)農(nóng)田，且橋下流速過(guò)大需要很堅(jiān)固的河床加固，并且水流出橋后會(huì)沖刷河床及沖毀下游農(nóng)田，直接影響路基和橋梁使用安全。因此，在一般情況下，權(quán)衡利弊，選擇適當(dāng)?shù)膲嚎s程度以使橋孔設(shè)計(jì)較為經(jīng)濟(jì)合理。橋孔壓縮改變天然水流狀態(tài)后，橋下的水流狀態(tài)還受橋下游溝槽天然水深的影響。按寬頂堰流理論，小橋下的水流可有自由出流及非自由出流(又叫淹沒(méi)出流)兩種水力圖式。

小橋水力計(jì)算圖式1．自由出流根據(jù)試驗(yàn)分析，當(dāng)下游水深小于或等于臨界水深的1.3倍時(shí)，橋下為臨界水流狀態(tài)，則為自由出流。這時(shí)橋下游天然水深不影響橋下水出流，橋下的過(guò)水量?jī)H與橋下臨界水深有關(guān)，此種圖式類似于流水通過(guò)不淹沒(méi)式寬頂堰情況。自由出流的水力條件：2.非自由出流水深的1.3倍時(shí)，由于下游水位的頂托作用，橋下臨界水深被淹沒(méi)，橋下水深即為天然水深，形成非自由出流。此時(shí)橋下游水深直接影響橋下水流出流，使橋下流速降低，過(guò)水流量比自由出流有所減少。非自由出流的水力條件：二、方法步驟1.判定橋下水力圖式

（1）確定天然水深ht試算法公式法（2）確定橋下臨界水深hk（3）判斷橋下水力圖式2.確定橋梁跨徑長(zhǎng)度L3.計(jì)算橋前水深H4.確定橋頭路堤及橋面最低高程確定天然水深a.試算法先假定不同水位下的天然水深ht，即可從實(shí)測(cè)河床斷面上求出過(guò)水面積w及濕周x，按表計(jì)算出相應(yīng)的流速、流量。水位天然水深如求得流量與已知的設(shè)計(jì)流量相差不超過(guò)10%，則所假定的ht及vt可作為以后孔徑計(jì)算的依據(jù)，否則應(yīng)另行假定ht，重新計(jì)算。確定天然水深b.公式法如將河床斷面規(guī)則化，用三角形代替，其中：——設(shè)計(jì)流量（m3/s）——河床邊坡系數(shù)——河床主河溝平均縱坡——河床糙率確定天然水深公式法步驟先按照等面積原理及原河床斷面接近的原則，將河床斷面規(guī)則化，使之用三角形代替邊坡系數(shù)：由即可求出相應(yīng)流速判斷橋下水力圖式（2）確定橋下臨界水深橋下平均臨界水深：其中對(duì)于橋下臨界流速，孔徑計(jì)算時(shí)按橋下的允許不沖刷流速控制，查附表。臨界水深按斷面形狀分別計(jì)算對(duì)于矩形及寬的梯形橋孔斷面，對(duì)于狹和深的梯形橋孔斷面，判斷橋下水力圖式（3）判斷橋下水力圖式自由出流：非自由出流：方法步驟2.確定橋梁跨徑長(zhǎng)度L（1）自由出流時(shí)由流量基本公式，當(dāng)通過(guò)設(shè)計(jì)流量時(shí)，橋下臨界斷面處而因此自由出流時(shí)確定橋梁跨徑長(zhǎng)度L考慮水流流入橋孔時(shí)受側(cè)向收縮的影響，自由出流時(shí)臨界斷面水寬度公式：其中：——橋下臨界斷面的水面寬度（m）——設(shè)計(jì)流量（m3/s）——臨界流速（m/s），計(jì)算時(shí)按允許不沖刷流速控制——側(cè)向擠壓系數(shù)自由出流時(shí)確定橋梁跨徑長(zhǎng)度L當(dāng)為多孔橋時(shí)，應(yīng)考慮橋墩的阻水寬度其中：——中墩個(gè)數(shù)——中墩在水面線上順橋跨方向的寬度自由出流時(shí)確定橋梁跨徑長(zhǎng)度L當(dāng)橋孔斷面為矩形時(shí)，橋跨長(zhǎng)度當(dāng)橋孔斷面為梯形時(shí)，橋跨長(zhǎng)度其中：——橋梁上部構(gòu)造底面高出設(shè)計(jì)洪水位的高度——橋跨長(zhǎng)度確定橋梁跨徑長(zhǎng)度L（2）非自由出流時(shí)此時(shí)橋下水深即為河槽的天然水深，則過(guò)水?dāng)嗝娴钠骄鶎挾龋寒?dāng)橋孔斷面為矩形時(shí)，橋跨長(zhǎng)度當(dāng)橋孔斷面為梯形時(shí)，橋跨長(zhǎng)度斜交橋如斜交橋斜度為，所需橋跨長(zhǎng)度其中：——橋臺(tái)寬度（m）3.計(jì)算橋前水深（1）自由出流時(shí)根據(jù)橋前斷面與橋下臨界斷面的伯努里方程可推導(dǎo)出橋前水深的計(jì)算公式其中：——流速系數(shù)，視橋臺(tái)類型查附表——水深為H時(shí)的橋前流速3.計(jì)算橋前水深為簡(jiǎn)化計(jì)算，矩形斷面時(shí)：3.計(jì)算橋前水深（2）非自由出流時(shí)其中：——根據(jù)最后選定的孔徑計(jì)算的橋下流速（m/s）簡(jiǎn)化計(jì)算表達(dá)式：4.確定橋頭路堤及橋面最低高程考慮建橋壓縮河床后引起橋前壅水對(duì)路堤和橋面高度的影響，需要對(duì)橋頭路堤及橋面最低高程進(jìn)行驗(yàn)算：路堤最低高程=河床最低高程+H+

橋面最低高程=河床最低高程+H+

1+K其中：——橋前水