橋渡水文課程設計

橋渡課程設計、形態(tài)斷面水位關系的計算1、形態(tài)斷面形態(tài)斷面位于橋址上游120米處。形態(tài)斷面處左灘、主槽、右灘的糙率系數(shù)分別為 25、50、25。其左灘主槽分界點為(107.01,32.18);右灘主槽分界點為(281.87,32.18)。橋址與形態(tài)斷面間的水面坡度為0.005弧度。形態(tài)斷面2、水位關系計算表格選取一系列水位線，分別計算水位與面積、水位與流速的關系，并繪制它們的關系曲線；水位面積曲線根據(jù)實測斷面的過水面積進行延長，水位流速曲線根據(jù)已知的粗糙系數(shù)和水面比降以曼寧一謝才公式計算的流速進行延長，然后利用Q=wv的關系，就可以將原有的水位流量關系加以延長。形態(tài)斷面水位、濕周、面積的關系水位28.5829.293030.7131.4232.18全斷面流量Q229.347733.1511466.7052362.6923454.5154389.988全斷面過水面積S82.755169.039260.465352.195449.068568.307平均流速V2.77144.33725.63116.70857.69267.7247水位32.6933.233.897534.59535.292535.99全斷面流量Q5741.4206929.2948946.32711175.51413606.95616232.952全斷面過水面積S669.826756.025891.3981027.9821165.7781304.785平均流速V8.57159.165410.036310.871311.672012.4411水位36.687537.38538.082538.7839.3739.96全斷面流量Q19047.17722044.27525219.62728569.19531487.29634629.768全斷面過水面積S1445.0031586.4331729.0751872.9272009.8012176.032平均流速V13.181413.895514.585615.253815.666915.91423、形態(tài)斷面的水位關系曲線設計流量的計算歷史流量系列表年份流量19301931196019611962196319641965196619671800017800150009089807231667543421567811900年份流1968196919701971197219731974197519761977量5700321618116750223156434300231134218690表中所示年最大洪水流量系列，其中有連續(xù) 18年的觀測資料；有特大洪水資料4年；4年中有2個個特大洪水流量與連續(xù)觀測資料重復；系列中有24年資料空缺。現(xiàn)采用含有特大洪水系列的頻率分析方法。1、特大洪水的考證期NNT2T11197719301482、經(jīng)驗頻率估算并將各流量樣本值和相應的經(jīng)驗頻率值，即離散點 Qm，Pm，其中(m=1,2,320)點繪于海森機率格紙上。

含特大流量的年最大洪峰流量系列順序號按大小排列經(jīng)驗頻率（%）年份流量11930180002.04特大系列21931178004.083196015000&1241967119008?161196298077.8021977869013.5731964675419.3341971675025.0951968570030.856196656783&6171973564342.38—般系列81974430048.1491965342153.90101976342159.66111969321665.43121963231671.19131975231176.95141972223182.71151970181188.4816196190894.24注：對于4項特大洪水QmpMMN1(M=1,2,3,4)am11pm1N1N1n11m11=1，2,3 16)3、統(tǒng)計參數(shù)估算計算系列的Qi的平均值aNan1.nQ.1一i(Q：jq)5486N1Nj111計算系列的Qi的變異系數(shù)對于其余16項觀測洪水Pmi為

4、計算一組理論頻率曲線，計算過程列表如下:NCv0.73Na

n-lNCv0.73j5、 將這組理論頻率曲線繪制在海森機率格紙上65、 將這組理論頻率曲線繪制在海森機率格紙上6、 選擇一條最合適的曲線流量頻率曲線圖p(%)151020507595曲線號Q=54863?501?981.530.64-0.28-0.69-1.02cv=0.73KP3.562.452.121.470.800.490.261cs=1?8QP1950313415116278049436527131401Q=5486申3?812.011.520.54-0.35-0.63-0.82cv=0.73KP3?782.472.111.390.740.540.402cs=2.4QP2074413536115737649408429832202Q=5486申4.122.001.460.38-0.40-0.54-0.62cv=0.734.012.462.071.280.710.610.553cs=3?2KQPF2198613496113337008388433333003如圖，其中以Q548650.73的曲線3與經(jīng)驗點群吻合的較好，最終確定其為選定的理論頻率曲線。該橋為—般河流的一般大橋，其設計頻率為P1%，故該橋的3設計流量為20744m/s。三、檢算梁底水位橋下河底線HX1、確定形態(tài)斷面上設計流量通過時的水位標高 p由形態(tài)斷面水位關系曲線，得設計流量通過時的水位標高 Hpx37.087mH2、確定設計流量通過時橋址斷面的水位標高因為河道接近均勻穩(wěn)定流河道HHI廣37?0870.00512036.487mppx3、計算橋下河床斷面（水位36.487m）左河灘部分河槽部分右河灘部分 |濕周（m）37.27153.047.76面積S(m2)126.221260.2314.71水利半徑R（m）3.38638.23451.8973R2/32.255044.077801.53260水面坡度10.0050.0050.005I1/20.070710.070710.07071糟率系數(shù)254025- 流速3.986411.53382.7093部分流量（m3/s）503.1414535.1839.874、計算橋前雍水高度△Z根據(jù)上圖，計算得，扣除墩臺阻水面積后的凈水面積為糾1381.588622.15(36.48726.86)2.15((36.48726.85)2.14(36.48726.928(36?48732-81)1292?381m2橋下流速為vvmQp 16.0510(mvvm1292.381wj建橋前從橋孔部分通過的流量為Qom121.35943.986414535.1815018.97（帚丿s）Q15018.97omQ15018.97omw1381.5886om10.8708(m/s)vmvm16.0510mvom10.8708om1.4765查圖，Ks0.1，得橋前最大雍水Zm0.1KR1s2Zm0.1KR1s2(2vmvom)mom0.10.11.47651(16.051022210.87082)2.02(m)取橋下雍水高度Z0.5 Zm0.52.021.01(m)5、 檢算標高最高水位HsHpZl36.4871.010.2737.767(m)般情況下梁底高出設計水位般情況下梁底高出設計水位0?50m，高因為梁底水位為37.31m出檢算水位加Vh后的最小高度為小于最高水位37.767m,且在0.25m，故不滿足要求。加加Vh后的最小高度為水位超標整治根據(jù)有關規(guī)定：如果超標不太嚴重，可以通過將普通高度梁換成低高度梁的方法解決。如鐵路橋原梁為跨度20m，梁為普通高度混凝土梁，當梁底水位超標部超過 0.85m時，可以更換為低高度混凝土梁。此梁超高=37.3137.7670.0570.85，故可以通過將此高度梁換成低高度梁的方法加以解決。四、3號橋墩的基礎埋置深度檢算1使用64-1修正式計算一般沖刷TOC\o"1-5"\h\z（1）計算橋下河槽部分通過的設計流量 Q2\o"CurrentDocument"Q2 14535.18 3°2 Q2QtlQp 503.1414535.1839.87 2074419996-9(m3/s)\o"CurrentDocument"2）計算單寬流量集中系數(shù) Ad按平灘水位計算河寬Bz276.87140.83136.04mHzz397.4670136.04Hzz397.4670136.042.9217m3） 計算河槽橋孔部分的過水凈寬4） 橋下河槽在斷面上的最大水深5） 橋下河槽在斷面上的平均水深Bcjhcmhcq與汛期含沙量有關的系數(shù)0.66取河槽流速為設計流速vp11.5338（m/s），單跨孔徑l3） 計算河槽橋孔部分的過水凈寬4） 橋下河槽在斷面上的最大水深5） 橋下河槽在斷面上的平均水深Bcjhcmhcq與汛期含沙量有關的系數(shù)0.66取河槽流速為設計流速vp11.5338（m/s），單跨孔徑lo32.7m8）計算橋下一般沖刷的最大水深7）計算橋墩水流側(cè)向壓縮系數(shù)hP假定一般沖刷線位于標高15（辭.心1143.28m.230836.48726.859.637m9?2637m1260.23136.04，查表aq2（hciB）5/3hcj（cq）JI/6Ad15m與22.7m之間,d150mm，則0.9554hP1/619996.9 9?6375/3hP1/617.520m1.2308 0.9554143.28（9.263717.520m（）0.66201/6般沖刷線標高36?487憶52018?967m15?0m（假定正確）（9）計算橋下河槽的一般沖刷發(fā)生后，墩前行進流速為vdh0.6615017.52010.2624（m/s）1/6p2/3 1/6 2/32使用65-1修正式計算局部沖刷（1）計算河床泥沙啟動流速V。，假定最低沖刷線位于標高15.0m與22.7m之間，取d150m4.0644(m/s150)4.0644(m/s150)1500.7210d0.7h210d0.7h2po hdp0.1417.5200.141017.5200.720.0246(0.14)3321500.720.14因為一般沖刷線標高為下計算按18.967m,而基礎底標高為19.92m，故需要增加基礎深度。以新的設計基礎計算。11110.15)0.8(0.450.1511110.15)0.8(0.450.15)0.46121500.451500.153）橋墩計算寬度B1b1h1b2h22.149.5674.1572.83mB1 1117.52KK1K21.130.991.11874）河床顆粒的影響系數(shù)Kl0.8(0.45l0.455)ld0.45d0.155)墩前泥沙起沖流速vo0.462()d0v.0o6o0.06oB11500.462( )4.06442.3829(m/s)2.830.066）指數(shù)n1n10.250.30.19vov4.064410.26240.25n10.250.30.19vov4.064410.26240.251500.190.54887）橋墩局部沖刷hb KKlB10.6(vovo)n1vvvvooo1.11870.46122.803.60.6(4.06442.3829)3.7801m10.26242.3829 0.54884.06442.3829最低沖刷標高=36?48717?5203780115-19m15?0m，假設正確。8）檢查基礎埋置深度沖刷總深度17.5203.780121.3m最低沖刷線標高36.48721.3