橋涵水文第三章課件

第三章大中橋孔徑計(jì)算及墩臺(tái)沖刷計(jì)算第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則第二節(jié)橋孔長度計(jì)算第三節(jié)橋面高程第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算第三章大中橋孔徑計(jì)算及墩臺(tái)沖刷計(jì)算

本章主要任務(wù)在于計(jì)算大中橋橋孔長度、橋面標(biāo)高、墩臺(tái)基礎(chǔ)的埋置深度。小橋涵孔徑，一般按水力學(xué)方法確定，而確定大中橋孔徑，要比確定小橋涵孔徑復(fù)雜得多，需要進(jìn)行專門研究。

孔徑的計(jì)算，主要是依據(jù)橋位斷面設(shè)計(jì)流量和水位，推算需要的橋孔的最小長度和橋面最低高程，為確定橋孔設(shè)計(jì)方案提供設(shè)計(jì)依據(jù)。本章主要任務(wù)在于計(jì)算大中橋橋孔長度、橋面標(biāo)高、墩臺(tái)橋涵水文第三章課件第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則

建橋以后，河流受到橋頭引道的壓縮和墩臺(tái)阻水的影響，改變了水流和泥沙運(yùn)動(dòng)的天然狀態(tài)，引起河床的沖淤變形，導(dǎo)致水流對(duì)橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)的沖刷，危及橋梁的安全。因此，孔徑的計(jì)算和布置，應(yīng)以建橋前后橋位河段內(nèi)水流和泥沙運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律為依據(jù)。第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則建橋以后，河流第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則一、建橋前后橋位河段水流運(yùn)動(dòng)的變化1.建橋前由于橋位一般選在順直河段，可以看成是均勻流(各個(gè)斷面的比降、流速均相等)，任意一個(gè)斷面的輸沙存在一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則一、建橋前后橋位河段第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則2.建橋后建橋后橋位河段的水流和泥沙運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是橋孔水力計(jì)算的依據(jù)，但橋位河段的水流和泥沙運(yùn)動(dòng)十分復(fù)雜，且建橋時(shí)無法知道建橋以后的變化情況，目前只能在某些假定和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出簡化的水流圖式。第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則2.建橋后1233412334第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則(1)橋位上游-雍水區(qū)在①-②之間形成了一個(gè)雍水區(qū)，水面逐漸升高△z，水面呈a1型曲線，隨著水深的增加，水面坡度i和流速v逐漸減小，水流挾沙能力減弱，不能繼續(xù)全部輸移上游到來的泥沙，因而在①-②之間泥沙逐漸沉積下來。

雍水區(qū)第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則(1)橋位上游-雍水12334(2)橋位上端—溢流區(qū)

②-③之間，過水?dāng)嗝嬷饾u減小(水面逐漸被壓縮呈漏斗狀)，水面坡度i及流速也相應(yīng)增大，挾沙能力也逐漸增大，水中的來沙逐漸小于去沙，從而產(chǎn)生沖刷。

溢流區(qū)12334(2)橋位上端—溢流區(qū)溢流區(qū)第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則(3)橋位下端—壓縮區(qū)③-③’之間，水深繼續(xù)降低，由于有橋墩的阻水，水流速度繼續(xù)增大，繼續(xù)造成沖刷。

無導(dǎo)流堤時(shí)③’斷面最窄，有導(dǎo)流堤時(shí)③斷面最窄。第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則(3)橋位下端—壓縮第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則(4)橋位下游—擴(kuò)散區(qū)水流逐漸擴(kuò)散至天然河寬，流速逐漸變小直至恢復(fù)天然河道流速，水流的攜沙能力由大變小，在河床上從沖刷變小到出現(xiàn)淤積，又從淤積逐漸減小到恢復(fù)天然河道河流狀態(tài)。擴(kuò)散區(qū)第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則(4)橋位下游—擴(kuò)散第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則小結(jié)：水流圖式反映了建橋以后橋孔長度、橋前雍水、橋下沖刷三者之間的關(guān)系。

橋孔長度↑，壓縮↓，雍水高度↓，沖刷↓。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮它們的影響。橋孔長度↑,雍水高度↓,橋面標(biāo)高↓,但橋梁造價(jià)↑

；橋孔長度↓

，雍水高度↑

，威脅橋位上游兩岸的安全；橋面標(biāo)高↑

，引道工程量↑

，且基礎(chǔ)工程的埋深↑

?？紤]河流的型性，不同河段橋孔布設(shè)作不同的考慮。第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則小結(jié)：第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則在沖積河流上建橋，常常對(duì)河流的自然過水?dāng)嗝嬷?，那些水面很寬，過水面積很大，但通過的流量卻很小的部分，用路堤代替橋孔。在寬淺變遷和寬淺游蕩河段上，洪水的擺動(dòng)常將河槽擴(kuò)寬到遠(yuǎn)大于排洪與輸沙實(shí)際需要的寬度，建橋時(shí)用引道路堤代替橋孔。在邊灘微彎河段上，通常只對(duì)河灘進(jìn)行壓縮，而對(duì)河槽寬度則不壓縮或少壓縮。對(duì)深槽和淺槽穩(wěn)定河段，一般毫不壓縮地以橋孔跨越河槽的全部過水寬度。在通航河段和有堤防的河段上，是否可以壓縮設(shè)計(jì)洪水的過水?dāng)嗝嬉钥s短橋孔長度，須視具體情況而定。第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則在沖積河流上建橋，常山區(qū)河流的橋孔布設(shè)峽谷河段宜單孔跨越。開闊河段可適當(dāng)壓縮河灘。第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則貴州北盤江大橋湖南淘金大橋二、各類河段橋孔布設(shè)原則山區(qū)河流的橋孔布設(shè)第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則貴長江開闊河段萬縣長江大橋

三峽庫區(qū)蓄水至175米后，拱座及部分拱圈、橋墩淹沒，拱橋下的寬度240m，實(shí)際航道80m，最高點(diǎn)距離水面30米。部分拱圈和橋墩容易受到失控或違規(guī)航行的船舶撞擊，威脅大橋和過往船舶的安全。第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則

大跨度鋼筋砼箱形拱橋，全長856.12m，橋?qū)?4m；單孔跨長江，凈跨420m,橋面距江面高140m。長江開闊河段萬縣長江大橋三峽庫區(qū)蓄水至175平原河流的橋孔布設(shè)順直微彎河段，橋孔布設(shè)應(yīng)考慮河槽內(nèi)邊灘下移，主槽在河槽內(nèi)擺動(dòng)的影響。河槽內(nèi)墩臺(tái)基礎(chǔ)應(yīng)埋置在同一高程。彎曲河段，考慮河槽凹岸水流集中沖刷和凸岸淤積等對(duì)橋孔及墩臺(tái)的影響。灘槽較穩(wěn)定的分汊河段，若多年流量分配較穩(wěn)定，可考慮布設(shè)一河多橋。寬灘河段，可根據(jù)橋位上下游主流趨勢(shì)及深泓線擺動(dòng)范圍布設(shè)橋孔，并可適當(dāng)壓縮河灘。游蕩河段，不宜過多壓縮河床，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)刂卫硪?guī)劃，輔以調(diào)治工程，在深泓線可能擺動(dòng)的范圍內(nèi)設(shè)置橋孔。第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則平原河流的橋孔布設(shè)第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則順直微彎河段上橋渡河段演變趨勢(shì)第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則順直微彎河段上橋渡河段演變趨勢(shì)第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋分汊河段潤揚(yáng)長江大橋第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則分汊河段潤揚(yáng)長江大橋第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔游蕩型河段開封黃河公路大橋第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則橋長4475.09m，孔跨布置21×20m+77×50m+10×20m所處河段主河槽寬度一般為0.5～0.6km，河槽最大擺動(dòng)幅度為1500m。游蕩型河段開封黃河公路大橋第一節(jié)橋位河段水流圖式山前區(qū)河流的橋孔布設(shè)山前變遷河段，允許壓縮河灘，但需輔以調(diào)治建筑物。河灘路堤不宜設(shè)置小橋和涵洞。當(dāng)采用一河多橋方案時(shí)，應(yīng)堵截臨近主河槽的支江。沖積漫流河段，橋孔宜在河流上游狹窄或收縮段跨越。若在河床寬闊、水流有明顯分支處跨越，可采用一河多橋方案，并應(yīng)在各橋間采用相應(yīng)的分流和防護(hù)措施。橋下凈空應(yīng)考慮河床淤積影響。第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則新疆天山南麓沖積扇阿拉爾塔里木河大橋山前區(qū)河流的橋孔布設(shè)第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則三、橋孔布置的原則橋孔設(shè)計(jì)應(yīng)在保證橋梁安全運(yùn)營的情況下，順暢宣泄包括設(shè)計(jì)洪水在內(nèi)的各級(jí)洪水的水流和泥沙，避免河床產(chǎn)生不利變形，保證墩臺(tái)具有足夠的穩(wěn)定性，并做到經(jīng)濟(jì)合理。橋孔設(shè)計(jì)應(yīng)滿足通航、流冰、流木及其他漂流物順暢通過橋下的要求。橋孔設(shè)計(jì)不宜過分壓縮河道、改變水流的天然狀態(tài)。建橋后引起的流勢(shì)變化、河床變形和橋前雍水高度，應(yīng)在兩岸農(nóng)田、村鎮(zhèn)和堤防安全的允許范圍之內(nèi)。橋孔設(shè)計(jì)應(yīng)考慮橋址上下游已建成或擬建的水利工程、航道、碼頭和管線等引起的河床演變對(duì)橋孔的影響。第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則三、橋孔布置的原則第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則橋孔布設(shè)應(yīng)于天然河流斷面流量分配相適應(yīng)。在通航和筏運(yùn)的河段上，應(yīng)充分考慮河床演變所引起的航道變化，將通航孔布設(shè)在穩(wěn)定的航道上，必要時(shí)可預(yù)留通航孔。在主流深泓線上不宜布設(shè)橋墩，在斷層、溶洞等不良地段也不宜布設(shè)墩臺(tái)。橋孔設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)跨徑在60m以下的橋孔，應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑?？紤]施工條件和經(jīng)濟(jì)效益及生態(tài)環(huán)境效益，作全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇合理的橋孔設(shè)計(jì)方案。第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則橋孔布設(shè)應(yīng)于天然河流橋涵分類公路橋涵多孔跨徑總長L/m單孔跨徑l/m特大橋L≥1000l≥150大橋100≤L≤100040≤l≤150中橋30＜L＜10020＜l＜40小橋8≤L≤305≤l＜20涵洞-l＜5第二節(jié)橋孔長度計(jì)算橋涵分類有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：單孔跨徑和多孔跨徑總長。橋涵公路橋涵多孔跨徑總長L/m單孔跨徑l/m特大橋L≥100

在橋梁工程中，中小跨度的橋梁占的比例非常大。這部分橋梁如果采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，其工程設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量將大大提高，其經(jīng)濟(jì)效益也是非?？捎^的，因而我國《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)或新建橋涵跨徑在50m以下時(shí)，均應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑。橋涵標(biāo)準(zhǔn)化跨徑有:0.75m,1.0m,1.25m,1.5m,2.0m,2.5m,3.0m,4.0m,5.0m,6.0m,8.0m,10m,13m,16m,20m,25m,30m,35m,40m,45m,50m。

第二節(jié)橋孔長度計(jì)算在橋梁工程中，中小跨度的橋梁占的比例非常大。這部分橋梁第二節(jié)橋孔長度計(jì)算第二節(jié)橋孔長度計(jì)算第二節(jié)橋孔長度計(jì)算橋孔長度：

設(shè)計(jì)水位兩橋臺(tái)前緣之間(埋入式橋臺(tái)則為兩橋臺(tái)護(hù)坡坡面之間)的水面寬度。橋孔凈長：

橋孔長度扣除全部橋墩寬度（順橋向）后稱為橋孔凈長。第二節(jié)橋孔長度計(jì)算橋孔長度：橋孔凈長：第二節(jié)橋孔長度計(jì)算

橋孔長度的確定，首先應(yīng)滿足排洪和輸沙的要求，保證設(shè)計(jì)洪水及其所攜帶的泥沙從橋下順利通過，并應(yīng)綜合考慮橋孔長度、橋前雍水和橋下沖刷的相互影響。一、沖刷系數(shù)法二、經(jīng)驗(yàn)公式法第二節(jié)橋孔長度計(jì)算橋孔長度的確定，首先應(yīng)滿足排洪和輸?shù)诙?jié)橋孔長度計(jì)算一、沖刷系數(shù)法原理：利用橋位斷面的設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)水位，根據(jù)水力學(xué)的連續(xù)性原理，求出橋下順利渲泄設(shè)計(jì)洪水時(shí)所需要的最小過水面積，用以控制橋孔的最小長度。建橋后過水?dāng)嗝婷娣e及流速的變化：橋孔水流壓縮橋下流速增大橋下河槽開始沖刷橋下過水面積增大橋下流速減小趨于穩(wěn)定天然河槽平均流速vS別列柳伯斯基假設(shè)第二節(jié)橋孔長度計(jì)算一、沖刷系數(shù)法建橋后過水?dāng)嗝婷娣e及流速第二節(jié)橋孔長度計(jì)算別列柳伯斯基假定：

橋下過水面積擴(kuò)大到使橋下流速等于天然河槽流速時(shí)，橋下沖刷即停止。為了推算沖刷后的橋下過水面積，引入沖刷系數(shù)P:建橋后，橋下沖刷結(jié)束第二節(jié)橋孔長度計(jì)算別列柳伯斯基假定：第二節(jié)橋孔長度計(jì)算所以，實(shí)際所需的過水面積：擠束系數(shù)：壓縮系數(shù)：第二節(jié)橋孔長度計(jì)算所以，實(shí)際所需的過水面積：擠束系數(shù)：壓第二節(jié)橋孔長度計(jì)算得到最小橋長得到最小凈長第二節(jié)橋孔長度計(jì)算得到最小橋長得到最小凈長

沖刷系數(shù)p表示橋下河槽的沖刷程度，也表示橋孔對(duì)水流的壓縮程度，是橋孔長度計(jì)算的控制因素。第二節(jié)橋孔長度計(jì)算各類河段沖刷系數(shù)建議值沖刷系數(shù)p表示橋下河槽的沖刷程度，也表示橋孔對(duì)水流的壓縮設(shè)計(jì)流速單孔跨徑≤101316202530354045<11.001.001.001.001.001.001.001.001.001.00.960.970.980.990.990.990.990.990.991.50.960.960.970.970.980.980.980.990.992.00.930.940.950.970.970.980.980.980.982.50.900.930.940.960.960.970.970.980.983.00.890.910.930.950.960.960.970.970.983.50.870.900.920.940.950.960.960.970.97≥4.00.850.880.910.930.940.950.960.960.97橋墩水流側(cè)向壓縮系數(shù)值設(shè)計(jì)單孔跨徑≤101316202530354045<11.0第二節(jié)橋孔長度計(jì)算計(jì)算法在實(shí)測(cè)橋位斷面圖上布設(shè)橋孔方案；計(jì)算設(shè)計(jì)水位下所取橋孔方案的毛過水面積；取(略大于)且水面寬度最小的布設(shè)方案為最后采用方案。由此所得的最小水面寬度即為所求L。綜合地質(zhì)、地形航運(yùn)及基礎(chǔ)類型等要求，按標(biāo)準(zhǔn)跨徑劃分橋孔長度，布設(shè)橋孔孔數(shù)。第二節(jié)橋孔長度計(jì)算計(jì)算法在實(shí)測(cè)橋位斷面圖上布設(shè)橋孔方案；第二節(jié)橋孔長度計(jì)算圖解法利用實(shí)測(cè)橋位斷面圖，繪制設(shè)計(jì)水位下沿水面寬度的過水?dāng)嗝婷娣e累積曲線；按計(jì)算值在過水?dāng)嗝婷娣e累積曲線坡度較陡處確定水面寬最小的橋孔位置，相應(yīng)的最小水面寬度即橋孔長度；LL第二節(jié)橋孔長度計(jì)算圖解法利用實(shí)測(cè)橋位斷面圖，繪制設(shè)計(jì)水位第二節(jié)橋孔長度計(jì)算二、用橋孔凈長經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算

自20世紀(jì)50年代起，我國公路橋梁都是應(yīng)用沖刷系數(shù)法確定橋孔長度。使用近20年后總結(jié)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這種方法對(duì)于顆粒細(xì)、均勻砂質(zhì)河床，平原穩(wěn)定性河床基本能反映實(shí)際情況。但對(duì)我國廣大地區(qū)的大顆粒、寬淺變遷性河床等不穩(wěn)定性河床，卻與實(shí)際情況相差較大。

《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGC30-2015)中對(duì)各類河段的橋孔長度的計(jì)算公式：1.峽谷河段可按河床地形布孔，不宜壓縮河槽，可不作橋孔最小凈長度計(jì)算。第二節(jié)橋孔長度計(jì)算二、用橋孔凈長經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算第二節(jié)橋孔長度計(jì)算2.開闊、順直微彎、分汊、彎曲河段及灘槽可分的不穩(wěn)定河段河段類型開闊、微彎0.840.90分汊、彎曲0.950.87灘、槽可分0.691.59第二節(jié)橋孔長度計(jì)算2.開闊、順直微彎、分汊、彎曲河段及灘第二節(jié)橋孔長度計(jì)算3.寬灘河段4.灘槽難分的不穩(wěn)定河段第二節(jié)橋孔長度計(jì)算3.寬灘河段4.灘槽難分的不穩(wěn)定河段第二節(jié)橋孔長度計(jì)算注意:1.這些公式算出的橋孔長度是指在一定的水力、泥沙及河床條件下，通過設(shè)計(jì)洪水流量時(shí)，橋下過水?dāng)嗝?與流向垂直的橫斷面)必須具有的橋孔最小凈長度。2.實(shí)際橋孔長度為算出的最小橋孔凈長度再加所有橋墩的寬度；3.算出的橋孔凈長度是指水流與橋軸正交時(shí)的長度，如果是斜橋，則應(yīng)換算為斜橋軸線方向的長度。第二節(jié)橋孔長度計(jì)算注意:橋涵水文第三章課件【例】某三級(jí)公路跨越平原區(qū)次穩(wěn)定河段，擬建一座橋梁。根據(jù)外業(yè)收集資料及計(jì)算知，橋位處天然河槽平均流速為3.10m，設(shè)計(jì)流量為3500m3/s。橋位斷面如圖所示。初步擬定上部構(gòu)造采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑為20m(橋墩中心間距)的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支梁，墩寬為1.0m，試用沖刷系數(shù)法確定橋長及橋跨布置。第二節(jié)橋孔長度計(jì)算【例】某三級(jí)公路跨越平原區(qū)次穩(wěn)定河段，擬建一座橋梁。根據(jù)外業(yè)解：1.平原區(qū)次穩(wěn)定河段沖刷系數(shù)P=1.2；2.壓縮系數(shù)：3.折減系數(shù)：4.所需橋下毛過水面積5.參照地形圖，采用8×20m橋跨，將兩岸橋臺(tái)置于K0+570和K0+730，計(jì)算得橋下實(shí)有毛過水面積為1152.3m3/s第二節(jié)橋孔長度計(jì)算解：1.平原區(qū)次穩(wěn)定河段沖刷系數(shù)P=1.2；第二節(jié)橋孔長橋臺(tái)橋臺(tái)橋臺(tái)橋臺(tái)【例】南方某公路橋位地處彎曲河段，根據(jù)橋位處水文資料推算得到設(shè)計(jì)水位Hp=135.00m，天然河槽流量Qc=1958m3/s，設(shè)計(jì)流量Qp=3468m3/s;河灘部分表層土質(zhì)為粗砂，河槽部分表層土質(zhì)為礫石，水文斷面如圖所示。橋梁上部結(jié)構(gòu)擬采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑為13m的鋼筋混凝土簡支梁，凈跨徑L0=11.8m，梁高1.0m(包括橋面鋪裝層)，下部結(jié)構(gòu)為單排雙柱式橋墩，橋墩的直徑為1.2m，橋臺(tái)采用U形橋臺(tái)，臺(tái)長6.0m。試計(jì)算最小橋孔長度，并進(jìn)行橋孔布設(shè)。第二節(jié)橋孔長度計(jì)算【例】南方某公路橋位地處彎曲河段，根據(jù)橋位處水文資料推算得到河槽▽129.50▽135.0河槽▽129.50▽135.00#1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#0#1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#第三節(jié)橋面高程第三節(jié)橋面高程第三節(jié)橋面高程

橋面高程是指橋面中心線上最低點(diǎn)的高程。橋面高程設(shè)計(jì)必須滿足橋下通過設(shè)計(jì)洪水、流冰、流木和通航的要求，還要配合整個(gè)路線的縱斷面設(shè)計(jì)。一、引致橋下水位升高的因素引致橋下水位升高的因素主要有：橋下雍水、波浪升高、水拱、河灣超高等。1.雍水建橋后，天然水流受到橋孔壓縮，橋前形成雍水。最大雍水高度的位置：有導(dǎo)流堤時(shí)，約在導(dǎo)流堤的上游堤端附近；無導(dǎo)流堤時(shí)，約在橋位中線上游一個(gè)橋孔長度附近。第三節(jié)橋面高程橋面高程是指橋面中心線上最低點(diǎn)的高程第三節(jié)橋面高程(1)橋前最大雍水高度(1)橋前最大雍水高度(2)橋下雍水高度序號(hào)洪水和河床土質(zhì)條件

取值1一般情況2洪水暴漲暴落，土質(zhì)堅(jiān)實(shí)、不易沖刷3洪水漲落緩慢、土壤松軟易沖刷不計(jì)第三節(jié)橋面高程(1)橋前最大雍水高度(1)橋前最大雍水高第三節(jié)橋面高程

急流河槽（Fr>1）修建橋梁后，橋梁上游河槽不出現(xiàn)雍水曲線，即不存在橋前雍水高度和橋下雍水高度。但出現(xiàn)橋墩迎水面水流濺起的沖擊高度:第三節(jié)橋面高程急流河槽（Fr>1）修建橋梁后，橋梁第三節(jié)橋面高程2.波浪(1)橋位處的波浪高度橋位處河流洪水的波浪高度一般通過調(diào)查確定。調(diào)查困難時(shí)，可按下式計(jì)算：

計(jì)算橋面高程時(shí)，以橋位處靜水面以上，波浪高度的三分之二計(jì)入。

第三節(jié)橋面高程2.波浪第三節(jié)橋面高程(2)路堤（或?qū)Я鞯痰龋┻吰绿幍牟ɡ伺栏卟ɡ藳_向路堤(或?qū)Я鞯痰?邊坡而爬升的高度，稱為波浪爬高或波浪侵襲高度。確定河灘路堤和導(dǎo)流堤等頂面高程時(shí)，應(yīng)計(jì)入這一高度。(3)斜向的波浪爬高第三節(jié)橋面高程(2)路堤（或?qū)Я鞯痰龋┻吰绿幍牟ɡ伺栏叩谌?jié)橋面高程3.水拱高

河流漲水時(shí)同一斷面的主槽流速比兩側(cè)河灘的流速大，主槽水位比河灘水位上漲快，形成河心水位高，兩邊河灘水位低的水拱現(xiàn)象；在洪水由峽谷山口流出時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)水拱現(xiàn)象。河中水面高出兩邊的高為水拱高。第三節(jié)橋面高程3.水拱高第三節(jié)橋面高程4.河灣水位超高河灣處形成水面橫比降，引起凹岸水位超高：

計(jì)算橋面高程時(shí)，可計(jì)入河灣水位超高值的1/2。第三節(jié)橋面高程4.河灣水位超高第三節(jié)橋面高程二、橋面最低標(biāo)高的確定

橋面中心及河床內(nèi)引道路面最低標(biāo)高的確定受設(shè)計(jì)洪水水位、設(shè)計(jì)最高通航水位、因橋梁建筑而引起的水位升高、水面漂浮物、通航船只凈高以及橋梁結(jié)構(gòu)物高度、道路線型布設(shè)的需要等因素的綜合影響。

若此標(biāo)高設(shè)置過大，將使工程投入顯著增大；但是標(biāo)高設(shè)置過小，將會(huì)造成橋位上游正常通航或局部的洪澇災(zāi)害，甚至危及橋梁的安全及橋位上游局部地區(qū)的人民生命財(cái)產(chǎn)安全。第三節(jié)橋面高程二、橋面最低標(biāo)高的確定第三節(jié)橋面高程1.不通航河段橋面中心最低標(biāo)高：第三節(jié)橋面高程1.不通航河段橋梁部位高出計(jì)算水位(m)高出最高流冰面(m)梁底洪水期無大漂流物0.50.75洪水期有大漂流物1.5—有泥石流1.0—支承墊石頂面0.250.5拱腳0.250.25非通航河流橋下凈空安全值注：①計(jì)算水位即設(shè)計(jì)水位加雍水、浪高等。②無膠拱的拱腳允許被設(shè)計(jì)洪水淹沒，淹沒高度一般不超過拱圈矢高的三分之二，拱腳至計(jì)算水位的凈高不小于1m；

③在不通航和無流筏的水庫區(qū)域內(nèi)，梁底面或拱頂?shù)酌骐x開水面的高度不應(yīng)小于計(jì)算浪高的0.75倍加上0.25m。橋梁部位高出計(jì)算水位(m)高出最高流冰面(m)梁底洪水期無大第三節(jié)橋面高程類型凈跨(m)主槽橋孔邊灘橋孔流冰微弱中等強(qiáng)烈162040101330流木中等流木長度加1m強(qiáng)烈流木長度加2m流冰、流木河段上橋梁最小凈跨第三節(jié)橋面高程類型凈跨(m)主槽橋孔邊灘橋孔流冰微弱16第三節(jié)橋面高程2.通航河段通航河橋的橋面高程除應(yīng)滿足不通航河流的要求外，同時(shí)還應(yīng)滿足下式的要求：第三節(jié)橋面高程2.通航河段

設(shè)計(jì)最高通航水位根據(jù)各種河流具體情況確定。一般天然河流的設(shè)計(jì)最高通航水位可采用下表中規(guī)定的各級(jí)洪水重現(xiàn)期水位。第三節(jié)橋面高程航道等級(jí)Ⅰ~ⅢⅣ~ⅤⅥ~Ⅷ洪水重現(xiàn)期20105天然河流設(shè)計(jì)最高通航水位標(biāo)準(zhǔn)第三節(jié)橋面高程航道等級(jí)Ⅰ~ⅢⅣ~ⅤⅥ~Ⅷ洪水重第三節(jié)橋面高程第三節(jié)橋面高程第三節(jié)橋面高程【例】某橋橋下為通航河流，河道通航等級(jí)為Ⅲ級(jí)，經(jīng)計(jì)算，河道設(shè)計(jì)水位為863.00m，河道設(shè)計(jì)最高通航水位為860.50m；橋梁為T型梁，結(jié)構(gòu)高度為1.2m；橋面鋪裝厚度0.12m，人行道高度0.20m,護(hù)欄高度1.2m;橋前最大雍水高度1.26m，浪高0.82m，水拱高度0.65m。試求橋面最低標(biāo)高。按通航河流算解：按不通航河流算第三節(jié)橋面高程【例】某橋橋下為通航河流，河道通航等級(jí)為Ⅲ橋涵水文第三章課件橋涵水文第三章課件橋涵水文第三章課件橋涵水文第三章課件橋涵水文第三章課件橋涵水文第三章課件第三節(jié)橋面高程【例】已知：(1)橋址河床斷面及地質(zhì)資料如圖；(2)平原次穩(wěn)定河流，設(shè)計(jì)流量，設(shè)計(jì)水位

,河槽天然流速,河灘天然平均流速

,水流與橋位正交，汛期含沙量(3)通航等級(jí)為五級(jí)航道，最小凈跨35m,最小凈高8m，通航水位105.00m;(4)采用凈跨36m(梁全長36.6m)的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁，圓端形橋墩，寬3.10m，長9.10m，梁建筑高度3.00m，梁縫0.10m，基礎(chǔ)為沉井，尺寸為4.6m×10.6m。要求:(1)確定橋孔長度；(2)確定橋面中心最低高程。第三節(jié)橋面高程【例】已知：第三節(jié)橋面高程第三節(jié)橋面高程第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算

為了使設(shè)計(jì)洪水在橋下安全通過，不但要有足夠的橋孔長度和橋梁高度，而且橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)還必須有足夠的埋置深度。橋下沖刷直接影響著橋墩臺(tái)的基礎(chǔ)埋置深度，要保證橋梁安全，就必須將墩臺(tái)基礎(chǔ)放置在可靠的地基上。進(jìn)行沖刷計(jì)算的目的是要找最大沖刷深度，決定不被沖走的地基面的標(biāo)高。一、橋下沖刷的組成1.天然沖刷河床在水力作用及泥沙運(yùn)動(dòng)等因素的影響下，自然發(fā)育過程造成的沖刷現(xiàn)象。例如：河床逐年下切、淤積，邊灘下移，河灣發(fā)展變形以及截彎取直，河槽擺動(dòng)。第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算為了使設(shè)計(jì)洪水在橋下安全通過第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算

無論修橋與否，天然沖刷都存在。修橋后，可能對(duì)天然沖刷有影響。關(guān)于天然沖刷深度的計(jì)算，目前尚無成熟的計(jì)算方法，一般多調(diào)查或利用橋位上、下游水文站歷年實(shí)測(cè)斷面資料統(tǒng)計(jì)分析。對(duì)于河床下切的變形，可通過調(diào)查或利用各年河床斷面，河段地形圖等資料，分析逐年下切的程度，估算橋梁使用期內(nèi)自然下切的深度。對(duì)于河槽橫向變動(dòng)已引起的自然演變沖刷，宜在橋位河段內(nèi)選用對(duì)計(jì)算沖刷不利的斷面作為計(jì)算斷面。對(duì)于現(xiàn)有涉河工程引起的河床變形，可收集已有分析資料、動(dòng)床模型試驗(yàn)成果預(yù)測(cè)，或采用相應(yīng)公式計(jì)算確定。第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算無論修橋與否，天然沖刷都存在第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算彎道的凹岸河床最大自然下切后的最低高程第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算彎道的凹岸河床最大自然下切后的最低第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算2.一般沖刷建橋后，由于橋孔壓縮河床，橋下過水面積減小，從而引起橋下流速的增大，水流攜沙能力也隨之增大，造成整個(gè)橋下斷面的河床沖刷。這一沖刷過程，稱為橋下斷面的一般沖刷。3.局部沖刷水流因受墩臺(tái)阻擋，在墩臺(tái)附近發(fā)生的沖刷現(xiàn)象叫局部沖刷。在橋墩的前緣與兩側(cè)形成沖刷坑。

三種沖刷交織在一起，同時(shí)進(jìn)行。計(jì)算時(shí)假定它們獨(dú)立地相繼進(jìn)行，可分別計(jì)算，最后疊加。第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算2.一般沖刷第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算二、一般沖刷計(jì)算關(guān)于橋下斷面一般沖刷深度計(jì)算，目前尚無成熟理論，主要按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。常用的經(jīng)驗(yàn)公式有64-1，64-2，包爾達(dá)可夫公式。1.64-2公式原理：輸沙平衡原理

橋下河槽斷面的上游來沙量小于橋下斷面的水流挾沙能力(主要是推移質(zhì)),則發(fā)生沖刷。伴隨沖刷的發(fā)展，橋下斷面增大，流速和挾沙能力逐漸減小。上游來沙量G1和下游排沙量G2趨向平衡，沖刷趨于停止，達(dá)到最大沖刷深度。第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算二、一般沖刷計(jì)算第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算64-2簡化公式——適用于沙性土河槽的一般沖刷計(jì)算規(guī)范推薦公式第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算64-2簡化公式——適用于沙性土河第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算設(shè)計(jì)流速單孔跨徑≤101316202530354045<11.001.001.001.001.001.001.001.001.001.00.960.970.980.990.990.990.990.990.991.50.960.960.970.970.980.980.980.990.992.00.930.940.950.970.970.980.980.980.982.50.900.930.940.960.960.970.970.980.983.00.890.910.930.950.960.960.970.970.983.50.870.900.920.940.950.960.960.970.97≥4.00.850.880.910.930.940.950.960.960.97橋墩水流側(cè)向壓縮系數(shù)值設(shè)計(jì)單孔跨徑≤101316202530354045<11.0第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算2.64-1公式原理：根據(jù)沖止流速建立的沖刷公式

橋下一般沖刷停止時(shí)的垂線平均流速稱為沖止流速。

沖止流速理論認(rèn)為：橋下斷面內(nèi)的任意垂線的流速都會(huì)由于橋梁墩臺(tái)對(duì)河床的擠束作用而提高，此時(shí)，橋下河床斷面將發(fā)生一般沖刷。隨著一般沖刷的發(fā)展，橋下過水?dāng)嗝娌粩鄶U(kuò)大，過水垂線深度不斷加大，使垂線平均流速不斷下降。當(dāng)垂線平均流速降低至該垂線的沖止流速時(shí)，該垂線處沖刷停止，一般沖刷達(dá)到最大；當(dāng)橋下所有垂線的流速都降低至沖止流速時(shí)，橋下斷面的一般沖刷即完全停止。第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算2.64-1公式第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算64-1公式根據(jù)水力學(xué)的連續(xù)性原理，一般沖刷停止時(shí)，橋下最大垂線水深hp與橋下斷面最大單寬流量之間的關(guān)系為：一般沖刷后的最大水深：

橋下斷面的最大單寬流量出現(xiàn)在橋下斷面的最大水深處，可根據(jù)橋下斷面的平均單寬流量推求。橋下斷面的平均單寬流量對(duì)應(yīng)著橋下斷面的平均水深。由謝才-滿寧公式可知，單寬流量與相應(yīng)垂線水深的5/3次方成正比，所以：橋下平均單寬流量：橋下最大單寬流量：第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算64-1公式一般沖刷后的最大水深：第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算沖止流速：整理得64-1式：規(guī)范推薦公式適用于沙性土河槽第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算沖止流速：整理得64-1式：規(guī)范推第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算3.河灘部分沖刷計(jì)算河槽中流速大，大于床沙的起動(dòng)流速，洪水發(fā)生時(shí)，總是處于泥沙運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；河灘上水深小，糙率大，流速很小，只有洪水漫灘后，才有水流，一般流速小于床沙起動(dòng)流速，無推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)，沖刷后沒有上游來沙的補(bǔ)償。橋下河灘沖刷后，只有當(dāng)流速降低到土壤容許(不沖刷)流速時(shí)，才逐漸停止，其沖止流速為河灘土壤的容許(不沖刷)流速。第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算3.河灘部分沖刷計(jì)算第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算沙性土河灘的一般沖刷第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算沙性土河灘的一般沖刷第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算4.包爾達(dá)可夫公式——目前已應(yīng)用不多

包爾達(dá)可夫根據(jù)別列柳伯斯基假定，認(rèn)為橋下流速達(dá)到天然河槽平均流速時(shí)，橋下沖刷即停止，而且同一垂線處，沖刷后的水深與沖刷前的水深成正比，并且建立了橋下一般沖刷經(jīng)驗(yàn)公式，此公式適用于穩(wěn)定性河段的河槽。包氏公式有很濃厚的假定色彩,目前已應(yīng)用不多。河槽土質(zhì)均勻時(shí)第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算4.包爾達(dá)可夫公式——目前已應(yīng)用第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算河槽土質(zhì)不均勻時(shí)沖刷遇到河床下埋巖石或不宜沖刷的土質(zhì)時(shí)，易沖刷土壤部分的沖刷深度將增大。第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算河槽土質(zhì)不均勻時(shí)第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算三、橋墩周圍的局部沖刷

修建在河床內(nèi)的橋墩，經(jīng)受著橋位河段及橋下斷面的一般沖刷，同時(shí)，橋墩阻擋水流，水流在橋墩兩側(cè)繞流，形成十分復(fù)雜的，以繞流渦旋體系為主的繞流結(jié)構(gòu)，引起橋墩周圍急劇的泥沙運(yùn)動(dòng)，形成橋墩周圍局部沖刷坑。為便于分析計(jì)算，假定橋墩局部沖刷是在一般沖刷完成后的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算三、橋墩周圍的局部沖刷第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算1.墩周水流結(jié)構(gòu)及局部沖刷機(jī)理第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算1.墩周水流結(jié)構(gòu)及局部沖刷機(jī)理第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算

當(dāng)水行近橋墩時(shí)，因橋墩阻水，一部分繞流而過，一部分因沖擊橋墩前端，緊貼墩前緣的水流轉(zhuǎn)向上和向下流動(dòng)的兩部分。其中向上流動(dòng)的部分，形成與水流方向相反的漩渦，使墩前端出現(xiàn)雍高。向下流動(dòng)的水流遇到橋墩后均向下流動(dòng)，直至河底，在河底形成漩渦，它是導(dǎo)致局部沖刷的主要?jiǎng)恿?。在墩?cè)的河底部，有斜軸漩渦。由底部漩渦攪起的泥沙，被其上部水流夾帶向下輸送，河底逐漸出現(xiàn)沖刷坑。第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算當(dāng)水行近橋墩時(shí)，因橋墩阻水，第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算2.影響局部沖刷的因素影響橋墩局部沖刷深度的因素很多，其中最主要的影響因素是涌向橋墩的流速、橋墩寬度、橋墩形式、墩前水深及床沙粒徑等。墩前行近流速第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算2.影響局部沖刷的因素橋涵水文第三章課件第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算墩寬墩型系數(shù)河床土質(zhì)的粒徑(反映河床土質(zhì)抵抗沖刷大小的能力)

粒徑越大，局部沖刷深度越小。斜交角

斜交角↑橋墩計(jì)算寬度B↑↑水深h——影響甚微第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算墩寬墩型系數(shù)河床土質(zhì)的粒徑(反映第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算3.橋墩局部沖刷計(jì)算公式局部沖刷深度hb通常是以一般沖刷完成后的高程起算，所表示的是橋墩垂線上的沖刷坑深度。目前，對(duì)橋墩局部沖刷有兩類計(jì)算公式：①用于非粘性土河床的65-2公式和65-1修正式；②是粘性土河床的橋墩局部沖刷計(jì)算公式。

1964年我國鐵路、公路部門根據(jù)我國各類河段52座橋梁99站年的實(shí)測(cè)觀測(cè)資料和模型試驗(yàn)資料，制定了非粘性土的局部沖刷計(jì)算65-1公式和65-2公式。生產(chǎn)實(shí)踐表明：這兩個(gè)公式結(jié)構(gòu)較為合理，反映了沖刷深度隨行近流速的變化關(guān)系，并考慮了底沙運(yùn)動(dòng)對(duì)沖刷深度的影響，計(jì)算數(shù)值較為穩(wěn)定可靠。2002年，又在總結(jié)以往使用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了65-2公式和65-1修正式。第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算3.橋墩局部沖刷計(jì)算公式第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算3.橋墩局部沖刷計(jì)算公式65-1修正式非粘性土河床橋墩局部沖刷計(jì)算公式。第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算3.橋墩局部沖刷計(jì)算公式第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算序號(hào)墩形示意圖墩形系數(shù)墩形計(jì)算寬度B1B1=d11.0B1=d234序號(hào)墩形示意圖墩形系數(shù)墩形計(jì)算寬度B1B1=d11.0B1=6576578910891012111211第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算65-2式非粘性土河床橋墩局部沖刷計(jì)算公式。JTGC30-2015規(guī)范采用式第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算65-2式非粘性土河床橋墩局65-2修正公式---起沖流速，清水沖刷橋墩迎水面兩側(cè)泥沙起沖流速計(jì)算如下：n---指數(shù)動(dòng)床沖刷第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算65-2修正公式---起沖流速，清水沖刷橋墩迎水面兩側(cè)泥沙n第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算4.一般沖刷后墩前行近流速

橋墩局部沖刷假定是在一般沖刷完成后進(jìn)行，因而一般沖刷后的最大水深為行近水深，一般沖刷后的垂線平均流速作為墩前行近流速。

計(jì)算橋墩局部沖刷時(shí)，應(yīng)根據(jù)所選用的一般沖刷計(jì)算公式，選擇其對(duì)應(yīng)的墩前行近流速公式。對(duì)于不同情況的局部沖刷，墩前行進(jìn)流速按下列公式計(jì)算。第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算4.一般沖刷后墩前行近流速第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算橋臺(tái)繞流的水流結(jié)構(gòu)橋臺(tái)局部沖刷橋臺(tái)繞流的水流結(jié)構(gòu)橋臺(tái)局部沖刷橋涵水文第三章課件橋涵水文第三章課件沙性土河床橋臺(tái)的沖刷計(jì)算：沙性土河床橋臺(tái)的沖刷計(jì)算：橋涵水文第三章課件第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算四、最低沖刷線高程

橋下河槽中，橋梁墩臺(tái)處的最低沖刷線應(yīng)為橋下全部沖刷完成后的沖刷坑底。

全部沖刷完成后的最大水深，稱為總沖刷深度，是河床自然演變沖刷、一般沖刷和局部沖刷。最大沖刷水深：第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算四、最低沖刷線高程全部沖刷完成第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算四、最低沖刷線高程橋墩的最低沖刷線高程：第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算四、最低沖刷線高程橋墩的最低沖刷線第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算五、墩臺(tái)基礎(chǔ)的最小埋深

橋梁類別總沖刷深度(m)05101520一般橋梁1.52.02.53.03.5特殊橋梁2.02.53.03.54.0非巖性河床天然基礎(chǔ)墩臺(tái)基底埋深安全值第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算五、墩臺(tái)基礎(chǔ)的最小埋深橋梁總第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算巖石類別巖石特征建議埋入巖面深度(m)按施工枯水季平均水位至巖面的距離分級(jí)h<2mh=2～10mh>10mⅠ極軟巖膠結(jié)不良的長石砂巖、炭質(zhì)頁巖3～44～55～7Ⅱ軟質(zhì)巖粘土巖、泥質(zhì)頁巖2～33～44～5Ⅱ軟質(zhì)巖砂質(zhì)頁巖、砂質(zhì)頁巖互層、砂質(zhì)礫巖1～22～33～4Ⅲ硬質(zhì)巖板巖、鈣質(zhì)砂巖、砂質(zhì)巖、石灰?guī)r、花崗巖、流紋巖、石英巖0.2～1.00.2～2.00.5～3.0巖性河床基底埋置深度參考值第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算巖石類別巖石特征建議埋入巖面深度(橋涵水文第三章課件第三章大中橋孔徑計(jì)算及墩臺(tái)沖刷計(jì)算第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則第二節(jié)橋孔長度計(jì)算第三節(jié)橋面高程第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算第三章大中橋孔徑計(jì)算及墩臺(tái)沖刷計(jì)算

本章主要任務(wù)在于計(jì)算大中橋橋孔長度、橋面標(biāo)高、墩臺(tái)基礎(chǔ)的埋置深度。小橋涵孔徑，一般按水力學(xué)方法確定，而確定大中橋孔徑，要比確定小橋涵孔徑復(fù)雜得多，需要進(jìn)行專門研究。

孔徑的計(jì)算，主要是依據(jù)橋位斷面設(shè)計(jì)流量和水位，推算需要的橋孔的最小長度和橋面最低高程，為確定橋孔設(shè)計(jì)方案提供設(shè)計(jì)依據(jù)。本章主要任務(wù)在于計(jì)算大中橋橋孔長度、橋面標(biāo)高、墩臺(tái)橋涵水文第三章課件第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則

建橋以后，河流受到橋頭引道的壓縮和墩臺(tái)阻水的影響，改變了水流和泥沙運(yùn)動(dòng)的天然狀態(tài)，引起河床的沖淤變形，導(dǎo)致水流對(duì)橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)的沖刷，危及橋梁的安全。因此，孔徑的計(jì)算和布置，應(yīng)以建橋前后橋位河段內(nèi)水流和泥沙運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律為依據(jù)。第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則建橋以后，河流第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則一、建橋前后橋位河段水流運(yùn)動(dòng)的變化1.建橋前由于橋位一般選在順直河段，可以看成是均勻流(各個(gè)斷面的比降、流速均相等)，任意一個(gè)斷面的輸沙存在一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則一、建橋前后橋位河段第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則2.建橋后建橋后橋位河段的水流和泥沙運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是橋孔水力計(jì)算的依據(jù)，但橋位河段的水流和泥沙運(yùn)動(dòng)十分復(fù)雜，且建橋時(shí)無法知道建橋以后的變化情況，目前只能在某些假定和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出簡化的水流圖式。第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則2.建橋后1233412334第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則(1)橋位上游-雍水區(qū)在①-②之間形成了一個(gè)雍水區(qū)，水面逐漸升高△z，水面呈a1型曲線，隨著水深的增加，水面坡度i和流速v逐漸減小，水流挾沙能力減弱，不能繼續(xù)全部輸移上游到來的泥沙，因而在①-②之間泥沙逐漸沉積下來。

雍水區(qū)第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則(1)橋位上游-雍水12334(2)橋位上端—溢流區(qū)

②-③之間，過水?dāng)嗝嬷饾u減小(水面逐漸被壓縮呈漏斗狀)，水面坡度i及流速也相應(yīng)增大，挾沙能力也逐漸增大，水中的來沙逐漸小于去沙，從而產(chǎn)生沖刷。

溢流區(qū)12334(2)橋位上端—溢流區(qū)溢流區(qū)第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則(3)橋位下端—壓縮區(qū)③-③’之間，水深繼續(xù)降低，由于有橋墩的阻水，水流速度繼續(xù)增大，繼續(xù)造成沖刷。

無導(dǎo)流堤時(shí)③’斷面最窄，有導(dǎo)流堤時(shí)③斷面最窄。第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則(3)橋位下端—壓縮第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則(4)橋位下游—擴(kuò)散區(qū)水流逐漸擴(kuò)散至天然河寬，流速逐漸變小直至恢復(fù)天然河道流速，水流的攜沙能力由大變小，在河床上從沖刷變小到出現(xiàn)淤積，又從淤積逐漸減小到恢復(fù)天然河道河流狀態(tài)。擴(kuò)散區(qū)第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則(4)橋位下游—擴(kuò)散第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則小結(jié)：水流圖式反映了建橋以后橋孔長度、橋前雍水、橋下沖刷三者之間的關(guān)系。

橋孔長度↑，壓縮↓，雍水高度↓，沖刷↓。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮它們的影響。橋孔長度↑,雍水高度↓,橋面標(biāo)高↓,但橋梁造價(jià)↑

；橋孔長度↓

，雍水高度↑

，威脅橋位上游兩岸的安全；橋面標(biāo)高↑

，引道工程量↑

，且基礎(chǔ)工程的埋深↑

?？紤]河流的型性，不同河段橋孔布設(shè)作不同的考慮。第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則小結(jié)：第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則在沖積河流上建橋，常常對(duì)河流的自然過水?dāng)嗝嬷?，那些水面很寬，過水面積很大，但通過的流量卻很小的部分，用路堤代替橋孔。在寬淺變遷和寬淺游蕩河段上，洪水的擺動(dòng)常將河槽擴(kuò)寬到遠(yuǎn)大于排洪與輸沙實(shí)際需要的寬度，建橋時(shí)用引道路堤代替橋孔。在邊灘微彎河段上，通常只對(duì)河灘進(jìn)行壓縮，而對(duì)河槽寬度則不壓縮或少壓縮。對(duì)深槽和淺槽穩(wěn)定河段，一般毫不壓縮地以橋孔跨越河槽的全部過水寬度。在通航河段和有堤防的河段上，是否可以壓縮設(shè)計(jì)洪水的過水?dāng)嗝嬉钥s短橋孔長度，須視具體情況而定。第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則在沖積河流上建橋，常山區(qū)河流的橋孔布設(shè)峽谷河段宜單孔跨越。開闊河段可適當(dāng)壓縮河灘。第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則貴州北盤江大橋湖南淘金大橋二、各類河段橋孔布設(shè)原則山區(qū)河流的橋孔布設(shè)第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則貴長江開闊河段萬縣長江大橋

三峽庫區(qū)蓄水至175米后，拱座及部分拱圈、橋墩淹沒，拱橋下的寬度240m，實(shí)際航道80m，最高點(diǎn)距離水面30米。部分拱圈和橋墩容易受到失控或違規(guī)航行的船舶撞擊，威脅大橋和過往船舶的安全。第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則

大跨度鋼筋砼箱形拱橋，全長856.12m，橋?qū)?4m；單孔跨長江，凈跨420m,橋面距江面高140m。長江開闊河段萬縣長江大橋三峽庫區(qū)蓄水至175平原河流的橋孔布設(shè)順直微彎河段，橋孔布設(shè)應(yīng)考慮河槽內(nèi)邊灘下移，主槽在河槽內(nèi)擺動(dòng)的影響。河槽內(nèi)墩臺(tái)基礎(chǔ)應(yīng)埋置在同一高程。彎曲河段，考慮河槽凹岸水流集中沖刷和凸岸淤積等對(duì)橋孔及墩臺(tái)的影響。灘槽較穩(wěn)定的分汊河段，若多年流量分配較穩(wěn)定，可考慮布設(shè)一河多橋。寬灘河段，可根據(jù)橋位上下游主流趨勢(shì)及深泓線擺動(dòng)范圍布設(shè)橋孔，并可適當(dāng)壓縮河灘。游蕩河段，不宜過多壓縮河床，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)刂卫硪?guī)劃，輔以調(diào)治工程，在深泓線可能擺動(dòng)的范圍內(nèi)設(shè)置橋孔。第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則平原河流的橋孔布設(shè)第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則順直微彎河段上橋渡河段演變趨勢(shì)第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則順直微彎河段上橋渡河段演變趨勢(shì)第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋分汊河段潤揚(yáng)長江大橋第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則分汊河段潤揚(yáng)長江大橋第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔游蕩型河段開封黃河公路大橋第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則橋長4475.09m，孔跨布置21×20m+77×50m+10×20m所處河段主河槽寬度一般為0.5～0.6km，河槽最大擺動(dòng)幅度為1500m。游蕩型河段開封黃河公路大橋第一節(jié)橋位河段水流圖式山前區(qū)河流的橋孔布設(shè)山前變遷河段，允許壓縮河灘，但需輔以調(diào)治建筑物。河灘路堤不宜設(shè)置小橋和涵洞。當(dāng)采用一河多橋方案時(shí)，應(yīng)堵截臨近主河槽的支江。沖積漫流河段，橋孔宜在河流上游狹窄或收縮段跨越。若在河床寬闊、水流有明顯分支處跨越，可采用一河多橋方案，并應(yīng)在各橋間采用相應(yīng)的分流和防護(hù)措施。橋下凈空應(yīng)考慮河床淤積影響。第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則新疆天山南麓沖積扇阿拉爾塔里木河大橋山前區(qū)河流的橋孔布設(shè)第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則三、橋孔布置的原則橋孔設(shè)計(jì)應(yīng)在保證橋梁安全運(yùn)營的情況下，順暢宣泄包括設(shè)計(jì)洪水在內(nèi)的各級(jí)洪水的水流和泥沙，避免河床產(chǎn)生不利變形，保證墩臺(tái)具有足夠的穩(wěn)定性，并做到經(jīng)濟(jì)合理。橋孔設(shè)計(jì)應(yīng)滿足通航、流冰、流木及其他漂流物順暢通過橋下的要求。橋孔設(shè)計(jì)不宜過分壓縮河道、改變水流的天然狀態(tài)。建橋后引起的流勢(shì)變化、河床變形和橋前雍水高度，應(yīng)在兩岸農(nóng)田、村鎮(zhèn)和堤防安全的允許范圍之內(nèi)。橋孔設(shè)計(jì)應(yīng)考慮橋址上下游已建成或擬建的水利工程、航道、碼頭和管線等引起的河床演變對(duì)橋孔的影響。第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則三、橋孔布置的原則第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則橋孔布設(shè)應(yīng)于天然河流斷面流量分配相適應(yīng)。在通航和筏運(yùn)的河段上，應(yīng)充分考慮河床演變所引起的航道變化，將通航孔布設(shè)在穩(wěn)定的航道上，必要時(shí)可預(yù)留通航孔。在主流深泓線上不宜布設(shè)橋墩，在斷層、溶洞等不良地段也不宜布設(shè)墩臺(tái)。橋孔設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)跨徑在60m以下的橋孔，應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑?？紤]施工條件和經(jīng)濟(jì)效益及生態(tài)環(huán)境效益，作全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇合理的橋孔設(shè)計(jì)方案。第一節(jié)橋位河段水流圖式和橋孔布置原則橋孔布設(shè)應(yīng)于天然河流橋涵分類公路橋涵多孔跨徑總長L/m單孔跨徑l/m特大橋L≥1000l≥150大橋100≤L≤100040≤l≤150中橋30＜L＜10020＜l＜40小橋8≤L≤305≤l＜20涵洞-l＜5第二節(jié)橋孔長度計(jì)算橋涵分類有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：單孔跨徑和多孔跨徑總長。橋涵公路橋涵多孔跨徑總長L/m單孔跨徑l/m特大橋L≥100

在橋梁工程中，中小跨度的橋梁占的比例非常大。這部分橋梁如果采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，其工程設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量將大大提高，其經(jīng)濟(jì)效益也是非?？捎^的，因而我國《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)或新建橋涵跨徑在50m以下時(shí)，均應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑。橋涵標(biāo)準(zhǔn)化跨徑有:0.75m,1.0m,1.25m,1.5m,2.0m,2.5m,3.0m,4.0m,5.0m,6.0m,8.0m,10m,13m,16m,20m,25m,30m,35m,40m,45m,50m。

第二節(jié)橋孔長度計(jì)算在橋梁工程中，中小跨度的橋梁占的比例非常大。這部分橋梁第二節(jié)橋孔長度計(jì)算第二節(jié)橋孔長度計(jì)算第二節(jié)橋孔長度計(jì)算橋孔長度：

設(shè)計(jì)水位兩橋臺(tái)前緣之間(埋入式橋臺(tái)則為兩橋臺(tái)護(hù)坡坡面之間)的水面寬度。橋孔凈長：

橋孔長度扣除全部橋墩寬度（順橋向）后稱為橋孔凈長。第二節(jié)橋孔長度計(jì)算橋孔長度：橋孔凈長：第二節(jié)橋孔長度計(jì)算

橋孔長度的確定，首先應(yīng)滿足排洪和輸沙的要求，保證設(shè)計(jì)洪水及其所攜帶的泥沙從橋下順利通過，并應(yīng)綜合考慮橋孔長度、橋前雍水和橋下沖刷的相互影響。一、沖刷系數(shù)法二、經(jīng)驗(yàn)公式法第二節(jié)橋孔長度計(jì)算橋孔長度的確定，首先應(yīng)滿足排洪和輸?shù)诙?jié)橋孔長度計(jì)算一、沖刷系數(shù)法原理：利用橋位斷面的設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)水位，根據(jù)水力學(xué)的連續(xù)性原理，求出橋下順利渲泄設(shè)計(jì)洪水時(shí)所需要的最小過水面積，用以控制橋孔的最小長度。建橋后過水?dāng)嗝婷娣e及流速的變化：橋孔水流壓縮橋下流速增大橋下河槽開始沖刷橋下過水面積增大橋下流速減小趨于穩(wěn)定天然河槽平均流速vS別列柳伯斯基假設(shè)第二節(jié)橋孔長度計(jì)算一、沖刷系數(shù)法建橋后過水?dāng)嗝婷娣e及流速第二節(jié)橋孔長度計(jì)算別列柳伯斯基假定：

橋下過水面積擴(kuò)大到使橋下流速等于天然河槽流速時(shí)，橋下沖刷即停止。為了推算沖刷后的橋下過水面積，引入沖刷系數(shù)P:建橋后，橋下沖刷結(jié)束第二節(jié)橋孔長度計(jì)算別列柳伯斯基假定：第二節(jié)橋孔長度計(jì)算所以，實(shí)際所需的過水面積：擠束系數(shù)：壓縮系數(shù)：第二節(jié)橋孔長度計(jì)算所以，實(shí)際所需的過水面積：擠束系數(shù)：壓第二節(jié)橋孔長度計(jì)算得到最小橋長得到最小凈長第二節(jié)橋孔長度計(jì)算得到最小橋長得到最小凈長

沖刷系數(shù)p表示橋下河槽的沖刷程度，也表示橋孔對(duì)水流的壓縮程度，是橋孔長度計(jì)算的控制因素。第二節(jié)橋孔長度計(jì)算各類河段沖刷系數(shù)建議值沖刷系數(shù)p表示橋下河槽的沖刷程度，也表示橋孔對(duì)水流的壓縮設(shè)計(jì)流速單孔跨徑≤101316202530354045<11.001.001.001.001.001.001.001.001.001.00.960.970.980.990.990.990.990.990.991.50.960.960.970.970.980.980.980.990.992.00.930.940.950.970.970.980.980.980.982.50.900.930.940.960.960.970.970.980.983.00.890.910.930.950.960.960.970.970.983.50.870.900.920.940.950.960.960.970.97≥4.00.850.880.910.930.940.950.960.960.97橋墩水流側(cè)向壓縮系數(shù)值設(shè)計(jì)單孔跨徑≤101316202530354045<11.0第二節(jié)橋孔長度計(jì)算計(jì)算法在實(shí)測(cè)橋位斷面圖上布設(shè)橋孔方案；計(jì)算設(shè)計(jì)水位下所取橋孔方案的毛過水面積；取(略大于)且水面寬度最小的布設(shè)方案為最后采用方案。由此所得的最小水面寬度即為所求L。綜合地質(zhì)、地形航運(yùn)及基礎(chǔ)類型等要求，按標(biāo)準(zhǔn)跨徑劃分橋孔長度，布設(shè)橋孔孔數(shù)。第二節(jié)橋孔長度計(jì)算計(jì)算法在實(shí)測(cè)橋位斷面圖上布設(shè)橋孔方案；第二節(jié)橋孔長度計(jì)算圖解法利用實(shí)測(cè)橋位斷面圖，繪制設(shè)計(jì)水位下沿水面寬度的過水?dāng)嗝婷娣e累積曲線；按計(jì)算值在過水?dāng)嗝婷娣e累積曲線坡度較陡處確定水面寬最小的橋孔位置，相應(yīng)的最小水面寬度即橋孔長度；LL第二節(jié)橋孔長度計(jì)算圖解法利用實(shí)測(cè)橋位斷面圖，繪制設(shè)計(jì)水位第二節(jié)橋孔長度計(jì)算二、用橋孔凈長經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算

自20世紀(jì)50年代起，我國公路橋梁都是應(yīng)用沖刷系數(shù)法確定橋孔長度。使用近20年后總結(jié)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這種方法對(duì)于顆粒細(xì)、均勻砂質(zhì)河床，平原穩(wěn)定性河床基本能反映實(shí)際情況。但對(duì)我國廣大地區(qū)的大顆粒、寬淺變遷性河床等不穩(wěn)定性河床，卻與實(shí)際情況相差較大。

《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGC30-2015)中對(duì)各類河段的橋孔長度的計(jì)算公式：1.峽谷河段可按河床地形布孔，不宜壓縮河槽，可不作橋孔最小凈長度計(jì)算。第二節(jié)橋孔長度計(jì)算二、用橋孔凈長經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算第二節(jié)橋孔長度計(jì)算2.開闊、順直微彎、分汊、彎曲河段及灘槽可分的不穩(wěn)定河段河段類型開闊、微彎0.840.90分汊、彎曲0.950.87灘、槽可分0.691.59第二節(jié)橋孔長度計(jì)算2.開闊、順直微彎、分汊、彎曲河段及灘第二節(jié)橋孔長度計(jì)算3.寬灘河段4.灘槽難分的不穩(wěn)定河段第二節(jié)橋孔長度計(jì)算3.寬灘河段4.灘槽難分的不穩(wěn)定河段第二節(jié)橋孔長度計(jì)算注意:1.這些公式算出的橋孔長度是指在一定的水力、泥沙及河床條件下，通過設(shè)計(jì)洪水流量時(shí)，橋下過水?dāng)嗝?與流向垂直的橫斷面)必須具有的橋孔最小凈長度。2.實(shí)際橋孔長度為算出的最小橋孔凈長度再加所有橋墩的寬度；3.算出的橋孔凈長度是指水流與橋軸正交時(shí)的長度，如果是斜橋，則應(yīng)換算為斜橋軸線方向的長度。第二節(jié)橋孔長度計(jì)算注意:橋涵水文第三章課件【例】某三級(jí)公路跨越平原區(qū)次穩(wěn)定河段，擬建一座橋梁。根據(jù)外業(yè)收集資料及計(jì)算知，橋位處天然河槽平均流速為3.10m，設(shè)計(jì)流量為3500m3/s。橋位斷面如圖所示。初步擬定上部構(gòu)造采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑為20m(橋墩中心間距)的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支梁，墩寬為1.0m，試用沖刷系數(shù)法確定橋長及橋跨布置。第二節(jié)橋孔長度計(jì)算【例】某三級(jí)公路跨越平原區(qū)次穩(wěn)定河段，擬建一座橋梁。根據(jù)外業(yè)解：1.平原區(qū)次穩(wěn)定河段沖刷系數(shù)P=1.2；2.壓縮系數(shù)：3.折減系數(shù)：4.所需橋下毛過水面積5.參照地形圖，采用8×20m橋跨，將兩岸橋臺(tái)置于K0+570和K0+730，計(jì)算得橋下實(shí)有毛過水面積為1152.3m3/s第二節(jié)橋孔長度計(jì)算解：1.平原區(qū)次穩(wěn)定河段沖刷系數(shù)P=1.2；第二節(jié)橋孔長橋臺(tái)橋臺(tái)橋臺(tái)橋臺(tái)【例】南方某公路橋位地處彎曲河段，根據(jù)橋位處水文資料推算得到設(shè)計(jì)水位Hp=135.00m，天然河槽流量Qc=1958m3/s，設(shè)計(jì)流量Qp=3468m3/s;河灘部分表層土質(zhì)為粗砂，河槽部分表層土質(zhì)為礫石，水文斷面如圖所示。橋梁上部結(jié)構(gòu)擬采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑為13m的鋼筋混凝土簡支梁，凈跨徑L0=11.8m，梁高1.0m(包括橋面鋪裝層)，下部結(jié)構(gòu)為單排雙柱式橋墩，橋墩的直徑為1.2m，橋臺(tái)采用U形橋臺(tái)，臺(tái)長6.0m。試計(jì)算最小橋孔長度，并進(jìn)行橋孔布設(shè)。第二節(jié)橋孔長度計(jì)算【例】南方某公路橋位地處彎曲河段，根據(jù)橋位處水文資料推算得到河槽▽129.50▽135.0河槽▽129.50▽135.00#1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#0#1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#第三節(jié)橋面高程第三節(jié)橋面高程第三節(jié)橋面高程

橋面高程是指橋面中心線上最低點(diǎn)的高程。橋面高程設(shè)計(jì)必須滿足橋下通過設(shè)計(jì)洪水、流冰、流木和通航的要求，還要配合整個(gè)路線的縱斷面設(shè)計(jì)。一、引致橋下水位升高的因素引致橋下水位升高的因素主要有：橋下雍水、波浪升高、水拱、河灣超高等。1.雍水建橋后，天然水流受到橋孔壓縮，橋前形成雍水。最大雍水高度的位置：有導(dǎo)流堤時(shí)，約在導(dǎo)流堤的上游堤端附近；無導(dǎo)流堤時(shí)，約在橋位中線上游一個(gè)橋孔長度附近。第三節(jié)橋面高程橋面高程是指橋面中心線上最低點(diǎn)的高程第三節(jié)橋面高程(1)橋前最大雍水高度(1)橋前最大雍水高度(2)橋下雍水高度序號(hào)洪水和河床土質(zhì)條件

取值1一般情況2洪水暴漲暴落，土質(zhì)堅(jiān)實(shí)、不易沖刷3洪水漲落緩慢、土壤松軟易沖刷不計(jì)第三節(jié)橋面高程(1)橋前最大雍水高度(1)橋前最大雍水高第三節(jié)橋面高程

急流河槽（Fr>1）修建橋梁后，橋梁上游河槽不出現(xiàn)雍水曲線，即不存在橋前雍水高度和橋下雍水高度。但出現(xiàn)橋墩迎水面水流濺起的沖擊高度:第三節(jié)橋面高程急流河槽（Fr>1）修建橋梁后，橋梁第三節(jié)橋面高程2.波浪(1)橋位處的波浪高度橋位處河流洪水的波浪高度一般通過調(diào)查確定。調(diào)查困難時(shí)，可按下式計(jì)算：

計(jì)算橋面高程時(shí)，以橋位處靜水面以上，波浪高度的三分之二計(jì)入。

第三節(jié)橋面高程2.波浪第三節(jié)橋面高程(2)路堤（或?qū)Я鞯痰龋┻吰绿幍牟ɡ伺栏卟ɡ藳_向路堤(或?qū)Я鞯痰?邊坡而爬升的高度，稱為波浪爬高或波浪侵襲高度。確定河灘路堤和導(dǎo)流堤等頂面高程時(shí)，應(yīng)計(jì)入這一高度。(3)斜向的波浪爬高第三節(jié)橋面高程(2)路堤（或?qū)Я鞯痰龋┻吰绿幍牟ɡ伺栏叩谌?jié)橋面高程3.水拱高

河流漲水時(shí)同一斷面的主槽流速比兩側(cè)河灘的流速大，主槽水位比河灘水位上漲快，形成河心水位高，兩邊河灘水位低的水拱現(xiàn)象；在洪水由峽谷山口流出時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)水拱現(xiàn)象。河中水面高出兩邊的高為水拱高。第三節(jié)橋面高程3.水拱高第三節(jié)橋面高程4.河灣水位超高河灣處形成水面橫比降，引起凹岸水位超高：

計(jì)算橋面高程時(shí)，可計(jì)入河灣水位超高值的1/2。第三節(jié)橋面高程4.河灣水位超高第三節(jié)橋面高程二、橋面最低標(biāo)高的確定

橋面中心及河床內(nèi)引道路面最低標(biāo)高的確定受設(shè)計(jì)洪水水位、設(shè)計(jì)最高通航水位、因橋梁建筑而引起的水位升高、水面漂浮物、通航船只凈高以及橋梁結(jié)構(gòu)物高度、道路線型布設(shè)的需要等因素的綜合影響。

若此標(biāo)高設(shè)置過大，將使工程投入顯著增大；但是標(biāo)高設(shè)置過小，將會(huì)造成橋位上游正常通航或局部的洪澇災(zāi)害，甚至危及橋梁的安全及橋位上游局部地區(qū)的人民生命財(cái)產(chǎn)安全。第三節(jié)橋面高程二、橋面最低標(biāo)高的確定第三節(jié)橋面高程1.不通航河段橋面中心最低標(biāo)高：第三節(jié)橋面高程1.不通航河段橋梁部位高出計(jì)算水位(m)高出最高流冰面(m)梁底洪水期無大漂流物0.50.75洪水期有大漂流物1.5—有泥石流1.0—支承墊石頂面0.250.5拱腳0.250.25非通航河流橋下凈空安全值注：①計(jì)算水位即設(shè)計(jì)水位加雍水、浪高等。②無膠拱的拱腳允許被設(shè)計(jì)洪水淹沒，淹沒高度一般不超過拱圈矢高的三分之二，拱腳至計(jì)算水位的凈高不小于1m；

③在不通航和無流筏的水庫區(qū)域內(nèi)，梁底面或拱頂?shù)酌骐x開水面的高度不應(yīng)小于計(jì)算浪高的0.75倍加上0.25m。橋梁部位高出計(jì)算水位(m)高出最高流冰面(m)梁底洪水期無大第三節(jié)橋面高程類型凈跨(m)主槽橋孔邊灘橋孔流冰微弱中等強(qiáng)烈162040101330流木中等流木長度加1m強(qiáng)烈流木長度加2m流冰、流木河段上橋梁最小凈跨第三節(jié)橋面高程類型凈跨(m)主槽橋孔邊灘橋孔流冰微弱16第三節(jié)橋面高程2.通航河段通航河橋的橋面高程除應(yīng)滿足不通航河流的要求外，同時(shí)還應(yīng)滿足下式的要求：第三節(jié)橋面高程2.通航河段

設(shè)計(jì)最高通航水位根據(jù)各種河流具體情況確定。一般天然河流的設(shè)計(jì)最高通航水位可采用下表中規(guī)定的各級(jí)洪水重現(xiàn)期水位。第三節(jié)橋面高程航道等級(jí)Ⅰ~ⅢⅣ~ⅤⅥ~Ⅷ洪水重現(xiàn)期20105天然河流設(shè)計(jì)最高通航水位標(biāo)準(zhǔn)第三節(jié)橋面高程航道等級(jí)Ⅰ~ⅢⅣ~ⅤⅥ~Ⅷ洪水重第三節(jié)橋面高程第三節(jié)橋面高程第三節(jié)橋面高程【例】某橋橋下為通航河流，河道通航等級(jí)為Ⅲ級(jí)，經(jīng)計(jì)算，河道設(shè)計(jì)水位為863.00m，河道設(shè)計(jì)最高通航水位為860.50m；橋梁為T型梁，結(jié)構(gòu)高度為1.2m；橋面鋪裝厚度0.12m，人行道高度0.20m,護(hù)欄高度1.2m;橋前最大雍水高度1.26m，浪高0.82m，水拱高度0.65m。試求橋面最低標(biāo)高。按通航河流算解：按不通航河流算第三節(jié)橋面高程【例】某橋橋下為通航河流，河道通航等級(jí)為Ⅲ橋涵水文第三章課件橋涵水文第三章課件橋涵水文第三章課件橋涵水文第三章課件橋涵水文第三章課件橋涵水文第三章課件第三節(jié)橋面高程【例】已知：(1)橋址河床斷面及地質(zhì)資料如圖；(2)平原次穩(wěn)定河流，設(shè)計(jì)流量，設(shè)計(jì)水位

,河槽天然流速,河灘天然平均流速

,水流與橋位正交，汛期含沙量(3)通航等級(jí)為五級(jí)航道，最小凈跨35m,最小凈高8m，通航水位105.00m;(4)采用凈跨36m(梁全長36.6m)的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁，圓端形橋墩，寬3.10m，長9.10m，梁建筑高度3.00m，梁縫0.10m，基礎(chǔ)為沉井，尺寸為4.6m×10.6m。要求:(1)確定橋孔長度；(2)確定橋面中心最低高程。第三節(jié)橋面高程【例】已知：第三節(jié)橋面高程第三節(jié)橋面高程第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算

為了使設(shè)計(jì)洪水在橋下安全通過，不但要有足夠的橋孔長度和橋梁高度，而且橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)還必須有足夠的埋置深度。橋下沖刷直接影響著橋墩臺(tái)的基礎(chǔ)埋置深度，要保證橋梁安全，就必須將墩臺(tái)基礎(chǔ)放置在可靠的地基上。進(jìn)行沖刷計(jì)算的目的是要找最大沖刷深度，決定不被沖走的地基面的標(biāo)高。一、橋下沖刷的組成1.天然沖刷河床在水力作用及泥沙運(yùn)動(dòng)等因素的影響下，自然發(fā)育過程造成的沖刷現(xiàn)象。例如：河床逐年下切、淤積，邊灘下移，河灣發(fā)展變形以及截彎取直，河槽擺動(dòng)。第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算為了使設(shè)計(jì)洪水在橋下安全通過第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算

無論修橋與否，天然沖刷都存在。修橋后，可能對(duì)天然沖刷有影響。關(guān)于天然沖刷深度的計(jì)算，目前尚無成熟的計(jì)算方法，一般多調(diào)查或利用橋位上、下游水文站歷年實(shí)測(cè)斷面資料統(tǒng)計(jì)分析。對(duì)于河床下切的變形，可通過調(diào)查或利用各年河床斷面，河段地形圖等資料，分析逐年下切的程度，估算橋梁使用期內(nèi)自然下切的深度。對(duì)于河槽橫向變動(dòng)已引起的自然演變沖刷，宜在橋位河段內(nèi)選用對(duì)計(jì)算沖刷不利的斷面作為計(jì)算斷面。對(duì)于現(xiàn)有涉河工程引起的河床變形，可收集已有分析資料、動(dòng)床模型試驗(yàn)成果預(yù)測(cè)，或采用相應(yīng)公式計(jì)算確定。第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算無論修橋與否，天然沖刷都存在第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算彎道的凹岸河床最大自然下切后的最低高程第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算彎道的凹岸河床最大自然下切后的最低第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算2.一般沖刷建橋后，由于橋孔壓縮河床，橋下過水面積減小，從而引起橋下流速的增大，水流攜沙能力也隨之增大，造成整個(gè)橋下斷面的河床沖刷。這一沖刷過程，稱為橋下斷面的一般沖刷。3.局部沖刷水流因受墩臺(tái)阻擋，在墩臺(tái)附近發(fā)生的沖刷現(xiàn)象叫局部沖刷。在橋墩的前緣與兩側(cè)形成沖刷坑。

三種沖刷交織在一起，同時(shí)進(jìn)行。計(jì)算時(shí)假定它們獨(dú)立地相繼進(jìn)行，可分別計(jì)算，最后疊加。第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算2.一般沖刷第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算二、一般沖刷計(jì)算關(guān)于橋下斷面一般沖刷深度計(jì)算，目前尚無成熟理論，主要按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。常用的經(jīng)驗(yàn)公式有64-1，64-2，包爾達(dá)可夫公式。1.64-2公式原理：輸沙平衡原理

橋下河槽斷面的上游來沙量小于橋下斷面的水流挾沙能力(主要是推移質(zhì)),則發(fā)生沖刷。伴隨沖刷的發(fā)展，橋下斷面增大，流速和挾沙能力逐漸減小。上游來沙量G1和下游排沙量G2趨向平衡，沖刷趨于停止，達(dá)到最大沖刷深度。第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算二、一般沖刷計(jì)算第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算64-2簡化公式——適用于沙性土河槽的一般沖刷計(jì)算規(guī)范推薦公式第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算64-2簡化公式——適用于沙性土河第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算第四節(jié)橋下河床沖刷計(jì)算設(shè)計(jì)流速單孔跨徑≤101316202530354045<11.001.001.001.001.001.001.001.001.001.00.960.970.980.990.990.990.990.990.991.50.960.960.970.970.980.980.980.990.992.00.930.940.950.970.970.980.980.980.982.50.900.930.940.960.960.970.970.980.983.00.890.910.930.950.960.960.970.970.983.50.870.900.920.940.950.96