第8章 堰流20110616

1、第第8 8章章 堰流堰流本章重點(diǎn)掌握本章重點(diǎn)掌握n堰流的定義n堰的分類n小橋（涵）孔徑的水力計(jì)算8.1 8.1 堰流及堰的定義堰流及堰的定義一、堰流的定義一、堰流的定義 無壓無壓緩流緩流越過越過障壁障壁產(chǎn)生的局部水力現(xiàn)象稱為堰流，產(chǎn)生的局部水力現(xiàn)象稱為堰流， 障壁稱為堰。障壁稱為堰。8.1 8.1 堰流及堰的定義堰流及堰的定義8.1 8.1 堰流及堰的定義堰流及堰的定義二、堰的分類n薄壁堰 n實(shí)用堰n寬頂堰 為明渠流動(dòng)三、計(jì)算特點(diǎn)n 67.0H5.267.0H105.2H10Hgvhhmw228.2 8.2 堰流基本公式堰流基本公式以薄壁堰為例進(jìn)行推導(dǎo)以薄壁堰為例進(jìn)行推導(dǎo)8.2 8.2 堰流基

2、本公式堰流基本公式從從1212建立伯努利方程建立伯努利方程gvgvrpgvH22020222222200式中：式中：02p令令 （作用水頭）（作用水頭）gvHH220008.2 8.2 堰流基本公式堰流基本公式則則02221gHv2102gH5 . 1002222HgbkgHbevAQbeA 20kHe 令5 . 102 Hgmbkm 令m為堰流流量因素為堰流流量因素8.3 8.3 薄壁薄壁堰流堰流矩形堰矩形堰8.3 8.3 薄壁薄壁堰流堰流 三角堰三角堰 梯形堰梯形堰 8.4 8.4 寬頂寬頂堰流堰流一、寬頂堰的過流特點(diǎn)一、寬頂堰的過流特點(diǎn) 自由式自由式 淹沒式淹沒式8.4 8.4 寬頂寬頂

3、堰流堰流二、流量計(jì)算公式二、流量計(jì)算公式n自由式自由式n淹沒式淹沒式5 . 102 HgmbQ 5.102HgmbQ式中：式中： 一般由經(jīng)驗(yàn)公式確定。一般由經(jīng)驗(yàn)公式確定。進(jìn)口形式,Hpfm8.4 8.4 寬頂寬頂堰流堰流三、淹沒標(biāo)準(zhǔn)三、淹沒標(biāo)準(zhǔn) 當(dāng) 寬頂堰絕對(duì)不會(huì)淹沒。n必要條件n充分條件0phkkHp1h phh ph0ph08 . 0 Hph四、側(cè)收縮四、側(cè)收縮 例例8-18.5 8.5 小橋（涵洞）孔徑小橋（涵洞）孔徑水力計(jì)算水力計(jì)算一、小橋過流現(xiàn)象一、小橋過流現(xiàn)象 自由式自由式 淹沒式淹沒式8.5 8.5 小橋（涵洞）孔徑小橋（涵洞）孔徑水力計(jì)算水力計(jì)算二、淹沒標(biāo)準(zhǔn)二、淹沒標(biāo)準(zhǔn)自由式自

4、由式khh3 . 1khh3 . 1淹沒式淹沒式式中：式中： 為橋孔臨界水深。為橋孔臨界水深。kh（a）（b）8.5 8.5 小橋（涵洞）孔徑小橋（涵洞）孔徑水力計(jì)算水力計(jì)算三、計(jì)算圖式三、計(jì)算圖式n 自由式自由式n淹沒式淹沒式 )1(1khhhh 18.5 8.5 小橋（涵洞）孔徑小橋（涵洞）孔徑水力計(jì)算水力計(jì)算四、計(jì)算原則四、計(jì)算原則小橋孔徑計(jì)算原則主要從安全和經(jīng)濟(jì)兩方面考慮。小橋孔徑計(jì)算原則主要從安全和經(jīng)濟(jì)兩方面考慮。 1 1、 （保證橋下不沖刷）（保證橋下不沖刷）vv橋下 2 2、 （保證橋頭路堤不淹沒）（保證橋頭路堤不淹沒）HH橋前（安全原則）（安全原則） 3 3、考慮標(biāo)準(zhǔn)孔徑、考慮

5、標(biāo)準(zhǔn)孔徑 （經(jīng)濟(jì)原則）（經(jīng)濟(jì)原則）bB 8.5 8.5 小橋（涵洞）孔徑小橋（涵洞）孔徑水力計(jì)算水力計(jì)算五五、設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案 1 1、從、從 出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)。出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)。vv 2 2、從、從 出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)。出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)。HH 不管從何方案設(shè)計(jì)，都必須綜合考慮不管從何方案設(shè)計(jì)，都必須綜合考慮 、 、 三個(gè)三個(gè)因素，同時(shí)滿足安全、經(jīng)濟(jì)原則。因素，同時(shí)滿足安全、經(jīng)濟(jì)原則。vBH8.5 8.5 小橋（涵洞）孔徑小橋（涵洞）孔徑水力計(jì)算水力計(jì)算六、計(jì)算步驟六、計(jì)算步驟以從以從 出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)為例（僅講矩形斷面出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)為例（僅講矩形斷面橋孔情況）。橋孔情況）。vvkhgvgvbgQhkk222322)(自由式自由式hhk3 . 1hhk3 . 1淹沒式淹沒式8.5 8.5 小橋（涵洞）孔徑小橋（涵洞）孔徑水力計(jì)算水力計(jì)算 鐵路、公路橋梁的標(biāo)準(zhǔn)孔徑一般有鐵路、公路橋梁的標(biāo)準(zhǔn)孔徑一般有4m、5m、6m、8m、12m、16m、20m多種。多種。（淹沒式）自由式）vhQvhQvhQbk(18.5 8.5 小橋（涵洞）孔徑小橋（涵洞）孔徑水力計(jì)算水力計(jì)算3.校核橋前壅水水深校核橋前壅水水深Hw選取標(biāo)準(zhǔn)孔徑選取標(biāo)準(zhǔn)孔徑B后，需重新判別流動(dòng)形態(tài)。后，需重新判別流動(dòng)形態(tài)。322BgQhk自由式自由式hhk3 . 1hhk3 . 1淹沒式淹沒式8.5 8.5