橋涵水文第一章緒論

1、湖南理工學(xué)院土木建筑工程學(xué)院自我介紹:Tel瑋瑋湖南理工學(xué)院1 先修課程：概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、流體力學(xué)、工程地質(zhì)2 后續(xù)課程：橋梁工程1 課堂教學(xué)學(xué)時(shí)： 24學(xué)時(shí)；2 理論學(xué)習(xí)與啟發(fā)思考相結(jié)合；3 成績(jī)?cè)u(píng)定方法：(1) 平時(shí)成績(jī)50%(2) 考試成績(jī)50%水文學(xué)與橋涵水文基本概念水文學(xué)定義水文學(xué)定義：研究地球上水體存在、循環(huán)、分布和它在地面、地下運(yùn)行變化規(guī)律的科學(xué)。水文學(xué)水文學(xué)分類分類水文學(xué)分類廣義水文學(xué)水文氣象學(xué)水文地質(zhì)學(xué)地表水文學(xué)研究大氣中水汽的運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究地下水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律陸地水文學(xué)與海洋水文學(xué)陸地水文學(xué)分類按照研究對(duì)象分河流水文學(xué)湖泊水文學(xué)冰川水文學(xué)沼澤水文學(xué)按照

2、研究目的和方法分水文測(cè)驗(yàn)學(xué)普通水文學(xué)水文地理學(xué)工程水文學(xué) 橋涵水文學(xué)基本概念橋涵水文學(xué)屬于工程水文學(xué)一類。工程水文學(xué)工程水文學(xué)是一門闡述和運(yùn)用水文規(guī)律、開發(fā)和發(fā)揮工程效益、為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)的學(xué)科。橋涵水文學(xué)橋涵水文學(xué)則是服務(wù)于橋涵工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)，主要敘述水循環(huán)從降水到徑流這一過程中，關(guān)于地面徑流(特別是河流中的洪峰流量)的形成、觀測(cè)和以設(shè)計(jì)洪峰流量為主的分析計(jì)算、水位、沖刷深度計(jì)算等內(nèi)容。在橋涵(或線路)的規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，需要合理地確定工程的規(guī)模?？紤]到橋涵是泄水建筑物，其規(guī)模決定于通過洪水的大小。因而水文計(jì)算的主要任務(wù)是預(yù)估某橋涵工程所在河段未來整個(gè)使用期間的水文情況。第一章

3、橋梁與環(huán)境千年古橋的啟示 橋梁環(huán)境 可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)公路和橋梁景觀 橋涵水文在公路與鐵路工程中的地位和作用橋位設(shè)計(jì)的基本原則橋涵水文學(xué)課的主要內(nèi)容第一節(jié) 千年古橋的啟示重慶朝天門長(zhǎng)江大橋灞橋灞橋灞橋灞河上建橋始于春秋時(shí)期，秦穆公稱霸西戎，將滋水改為灞水，并于河上建橋，故稱“灞橋”，史載這是我國(guó)最古老的石柱墩橋。公元22年，灞橋水災(zāi)，王莽認(rèn)為不是吉兆，便將橋名改為“長(zhǎng)存橋”。被水沖露出的灞橋?yàn)樗鍢?，建成于隋朝開皇三年公元583年，為著名的關(guān)中八景之一。 灞橋灞橋隴海灞河鐵路橋跨塌橋梁跨塌分析 橋下游河道過量采砂，水文特征變化較大，河床縱坡變陡，流速增大，沖刷加深。 大橋修建年代久遠(yuǎn)，隨著河道變遷

4、，橋墩基礎(chǔ)埋深不夠，承載能力不足。 不合理的孔徑壓縮, 使部分橋孔流量分配過大，流速增加，沖刷加深，導(dǎo)致橋梁破壞。 對(duì)這種老危橋的監(jiān)測(cè)與評(píng)估缺乏足夠的認(rèn)識(shí)，使得對(duì)該橋抵御洪水的能力估計(jì)不準(zhǔn)，防護(hù)加固措施不力、不及時(shí)。 灞河橋倒塌的反思灞河是黃河支流渭河的一條小河溝，河寬僅130多米，這次被一場(chǎng)中到大雨沖垮鐵路橋，不能不引起人們的反思。難道真是應(yīng)了老百姓說的：灞河橋，灞河橋，經(jīng)不起龍王爺一泡尿。這次西安降雨量不大，不到50毫米，僅是龍王爺一泡尿的數(shù)量，竟然把灞河鐵路橋給徹底沖垮了，五個(gè)橋墩全部倒塌。這就說明不僅是天災(zāi)，更是人禍。 因?yàn)殍F路部門事后透露，隴海鐵路灞河橋建于1934年，至今已近70高

5、齡了，原來的基礎(chǔ)是樁木樁，雖然鐵路部門經(jīng)過多次維修加固，但這座橋早已年老體衰，基礎(chǔ)腐朽，經(jīng)不起風(fēng)吹雨打，這次洪水，只是起了導(dǎo)火線作用。 出事后的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，灞河橋被大水沖垮與近年村民在河道挖砂有關(guān)。近年到處大興土木，尤其是像西安那樣的大城市，很需要大量砂石做建筑材料。村民在眼前利益驅(qū)動(dòng)下，灞河成了他們挖砂發(fā)財(cái)?shù)暮玫胤?。村民們把灞河橋附近的河砂挖去后，加劇了河道的沖刷，因而橋墩基礎(chǔ)外露和松動(dòng)。河道亂挖砂已是全國(guó)帶普遍性的環(huán)境問題。長(zhǎng)江亂挖砂已引發(fā)江堤崩塌，珠江亂挖砂使西江水大量涌入北江并威脅北江大堤的安全。北江大堤保護(hù)著廣州市和珠江三角洲不少城鎮(zhèn)千多萬人口的安全，一旦出事，后果不堪設(shè)想。可是，盡管

6、中央電視臺(tái)、各地報(bào)紙經(jīng)常揭露亂挖砂的危害，但“財(cái)能通神”，監(jiān)督不力，仍然是罵者自罵，挖者自挖，至今各地仍然亂挖砂不止。第二節(jié) 橋梁環(huán)境一、橋梁環(huán)境的概念|環(huán)境|主體|相互作用1.人類活動(dòng)對(duì)橋梁環(huán)境的影響第二節(jié) 橋梁環(huán)境|河床采砂導(dǎo)致橋梁破壞及河床的抗洪能力下降|山嶺隧道的棄渣和生活區(qū)改河對(duì)自然環(huán)境的影響|山區(qū)的縱向橋或高架橋?qū)ι絽^(qū)急流河槽水流的影響三峽大壩泄洪場(chǎng)景橋梁事故案例一金馬河三渡水大橋垮塌 塌陷部分已全部掉入河中 橋面留下一個(gè)近一米寬的大縫專家勘測(cè)結(jié)論排除了橋梁質(zhì)量問題引發(fā)塌陷的可能。專家分析，該橋一共有15個(gè)橋孔，只有5個(gè)橋孔排水，加之金馬河連續(xù)洪水，在洪水集中連續(xù)沖刷下，兩個(gè)承重橋

7、墩的基礎(chǔ)被淘蝕，加之重力作用，所以出現(xiàn)了塌陷。因?yàn)樾聵驑蚨仗幱谏嫌?，橋墩基礎(chǔ)先于舊橋受到洪水沖刷，淘蝕嚴(yán)重，因而首先出現(xiàn)塌陷。而舊橋處于下游，洪水到達(dá)時(shí)力量已減緩，因而受到淘蝕的情況不嚴(yán)重，所以在新橋出現(xiàn)險(xiǎn)情后數(shù)小時(shí)才垮塌。 其他看法交通局認(rèn)為是過度采砂河道管理部門認(rèn)為河流缺乏疏浚民間認(rèn)為：任何橋梁設(shè)計(jì)均可能存在問題 案例二 遼寧渾河上游蘇子河段的連接撫順和清源之間的東南雜木大橋發(fā)生坍塌 （一）遼寧渾河上游蘇子河段的連接撫順和清源之間的東南雜木大橋發(fā)生坍塌 （二）遼寧渾河上游蘇子河段的連接撫順和清源之間的東南雜木大橋發(fā)生坍塌 （三）初步分析中間有一處橋墩被大水沖毀，隨之有兩跨上部結(jié)構(gòu)掉入水中。

8、 水的流速大，造成橋梁下部基礎(chǔ)被沖毀，是沖刷深度大于基礎(chǔ)（擴(kuò)大基礎(chǔ)）的埋深所致，糾其原因應(yīng)該是橋梁設(shè)計(jì)時(shí)未考慮這么大的水，橋跨布置過小，河床段面壓縮過大所致。 第二節(jié) 橋梁環(huán)境三、橋梁與環(huán)境處理較好的實(shí)例重慶長(zhǎng)江大橋第三節(jié)第三節(jié) 可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)公路和橋梁景觀可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)公路和橋梁景觀一、可持續(xù)發(fā)展二、生態(tài)公路三、橋梁景觀、橋梁美學(xué)和橋梁造型四、橋梁景觀實(shí)例分析日本明石海峽大橋日本明石海峽大橋橋位設(shè)計(jì)的基本原則1、以地區(qū)發(fā)展為第一要素2、處理好道路與橋梁之間的關(guān)系3、跨河構(gòu)造物的布設(shè)應(yīng)保障天然河水的順利宣泄并順應(yīng)預(yù)計(jì)河道的自然演變4、保證跨河構(gòu)造物對(duì)車輛安全穩(wěn)定的服務(wù)態(tài)勢(shì)5、最佳的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)6、盡量選用與自然環(huán)境協(xié)調(diào)美觀的橋型 橋涵水文學(xué)基本內(nèi)容（一）水文計(jì)算的任務(wù)是預(yù)估未來的水文情祝。主要是洪峰流量及其相應(yīng)的水位。采用概率預(yù)估，預(yù)估未來某種出現(xiàn)機(jī)會(huì)的洪水的數(shù)值大小?！八挠?jì)算中的數(shù)理統(tǒng)計(jì)法（第三章）、“(大中河流)設(shè)計(jì)洪峰流量及設(shè)計(jì)水位的推求（第四章）”、“小流域暴雨設(shè)計(jì)洪峰流量計(jì)算（第四章）”等內(nèi)容。 橋涵水文學(xué)基本內(nèi)容（二）大中橋孔