橋梁防洪評(píng)價(jià)報(bào)告

晉科咨證：乙級(jí)004號(hào)二○一五年十月××線×縣段升級(jí)改造工程×大橋防洪評(píng)價(jià)報(bào)告報(bào)告編寫：參加人員： 11.1項(xiàng)目背景 11.2評(píng)價(jià)依據(jù) 21.3技術(shù)路線及工作內(nèi)容 3 52.1建設(shè)項(xiàng)目概況 52.2河道基本情況 62.3現(xiàn)有水利工程及其它設(shè)施情況 3河道演變 3.1河道歷史演變及近期分析 3.2河道演變趨勢(shì)分析 4防洪評(píng)價(jià)計(jì)算 4.1防洪標(biāo)準(zhǔn)確定 4.2設(shè)計(jì)洪水分析計(jì)算 4.3設(shè)計(jì)洪水成果合理性分析 4.4水面線計(jì)算 4.5沖刷分析計(jì)算 4.6橋梁底部高程復(fù)核計(jì)算 4.7河道過(guò)流能力分析 5防洪綜合評(píng)價(jià) 485.1建設(shè)項(xiàng)目與現(xiàn)有水利規(guī)劃的關(guān)系與影響分析 5.2建設(shè)項(xiàng)目與現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求分析 5.3建設(shè)項(xiàng)目對(duì)行洪安全的影響分析 5.4建設(shè)項(xiàng)目對(duì)河勢(shì)穩(wěn)定的影響分析 5.5建設(shè)項(xiàng)目對(duì)現(xiàn)有防洪工程、河道整治工程及其它水利工程與設(shè)施影響分析 495.6建設(shè)項(xiàng)目對(duì)防汛搶險(xiǎn)的影響分析 5.7對(duì)第三人合法水事權(quán)益的影響分析 6工程影響防治措施 517結(jié)論與建議 52 57.2建議 521山區(qū)、大別山區(qū)、羅霄山區(qū)等11個(gè)集中連片特困地區(qū)和已經(jīng)明確實(shí)施××線×縣×大橋全長(zhǎng)131m,3×25m,橋面寬9m,公路級(jí)別為II級(jí)，樁柱直徑為1.5m,樁基位于地面以下28m。該橋在×村附近價(jià)報(bào)告”;另根據(jù)《×省河道管理?xiàng)l例》第七條“在河道管理范圍內(nèi)河道的各類工程和跨河、穿河、穿堤、臨河2(水政[1992]7號(hào)文);7《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目防洪評(píng)價(jià)報(bào)告編制導(dǎo)則(試行)》(水利部辦公廳文件辦建管[2004]109號(hào))。33近期實(shí)測(cè)1:1000地形圖及縱橫斷面圖。1.3技術(shù)路線及工作內(nèi)容價(jià)報(bào)告編制導(dǎo)則(試行)》規(guī)定，在現(xiàn)場(chǎng)察看、充分收集工程涉及河措施，得出結(jié)論與建議。技術(shù)路線示意圖見(jiàn)圖1-1。4現(xiàn)場(chǎng)察看現(xiàn)場(chǎng)察看項(xiàng)目資料收集分析確定項(xiàng)目防洪標(biāo)準(zhǔn)確定計(jì)算方法和計(jì)算參數(shù)計(jì)算洪水影響范圍判斷是否滿足防洪要求是綜合評(píng)價(jià)防洪影響得出結(jié)論提出建議根據(jù)防洪規(guī)劃提出措施方案圖1-1技術(shù)路線示意圖52基本情況2.1建設(shè)項(xiàng)目概況2.1.1建設(shè)項(xiàng)目概況及規(guī)模××線×縣×大橋全長(zhǎng)131m,橋梁為預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，共5跨，橋面寬9m,公路級(jí)別為Ⅱ級(jí)，樁柱直徑為1.5m,樁基位于地面以下28m,橋孔凈高5.5m～8.0m。該橋在×村附近斜跨×溝，且①號(hào)~④號(hào)橋墩位于×溝溝道內(nèi)，涉河長(zhǎng)度107m,該段×溝寬度為40m?！链髽蛴野兜谭兰痈?m,并對(duì)×大橋右岸原有一級(jí)公路上下方向500m范圍內(nèi)公路改建，使改建后公路與原有公路連接良好，改建后的公路路基作為右岸堤防。公路改建前后縱斷面見(jiàn)圖2-1。62.2河道基本情況流域水系圖見(jiàn)圖2-2。78且在時(shí)空分配上極不平衡。多年平均氣溫9.1℃,受地形高差影響，垂大部分集中在7～9月，降水量從東北向西北，西南遞減；多年平均蒸發(fā)量為2149.9mm,5～7月蒸發(fā)量最大；多年平均濕度為52%;平均日照時(shí)數(shù)為2654.6小時(shí)；無(wú)霜期在160天左右，無(wú)霜期由東北向西南延長(zhǎng)，相差在30天左右；最大凍土深度為111cm;主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)，冬降雨大多集中在7～9月份。多年平均蒸發(fā)量2149.9mm。沿線橋梁附近設(shè)有×縣氣象站，主要?dú)庀筇卣饕?jiàn)表2-1。表2-1極端最低多年平均降水量多年平均年平均及風(fēng)向最大積雪厚度2水文1)水文測(cè)站情況9坐標(biāo)東經(jīng)110°52′,北緯37°42’,至河口距離13km,控制流域面積2)暴雨、洪水特性湫水河流域地處黃河中游，流域內(nèi)除上游東北部、東部約401km2大部分集中在6～9月份。2011年底，全縣地區(qū)生產(chǎn)總值為*億元，比上年增長(zhǎng)18.8%,其中第一產(chǎn)業(yè)增加值9.05億元、第二產(chǎn)業(yè)增加值20.13億元、第三產(chǎn)業(yè)增加值11.40億元。人均GDP達(dá)到6878元，低于全省的平均水平?？h內(nèi)刷、陶瓷、造紙、食品加工等行業(yè)，其中2011年規(guī)模以上工業(yè)總產(chǎn)值元，城鎮(zhèn)居民人均可支配收入10260元。2011年，全縣現(xiàn)有農(nóng)作物播種面積9.12萬(wàn)公頃，其中糧食播種面積7.21萬(wàn)公頃、油料播種面積1.53萬(wàn)公頃，蔬菜播種面積0.38萬(wàn)公類等，2011年糧食總產(chǎn)量11.4×104t,水果產(chǎn)量12.38×104t,蔬菜產(chǎn)量6.4×104t?！量h資源豐富，已探明的礦產(chǎn)資源有煤、鋁等24種，其中煤儲(chǔ)面積2570km2,占全縣面積的86%,總儲(chǔ)量311億t,在三交礦區(qū)富含被稱為“國(guó)寶”的4#主焦煤。紅棗栽植近百萬(wàn)畝，年產(chǎn)量7500萬(wàn)kg,1)第四系全新統(tǒng)Q4稍密。稍濕。地基土承載力基本容許值350KP2)第三系保德組N2基土承載力基本容許值250KPa,摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值50KPa。新國(guó)道×線×縣段升級(jí)改造工程大居大橋防洪評(píng)價(jià)報(bào)告土質(zhì)不均，局部夾礫卵石。地基土承載力基本容許值300KPa,摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值60-70KPa。2.3現(xiàn)有水利工程及其它設(shè)施情況*年3月動(dòng)工興建，*年8月竣工蓄水。樞紐建筑物由大壩、溢洪道、輸水洞三部分組成，最大壩高31m,為均質(zhì)土壩。2007年6月，×市病險(xiǎn)水庫(kù)，2008年底開(kāi)始除險(xiǎn)加固，2010年2月通過(guò)竣工驗(yàn)收。水庫(kù)除險(xiǎn)加固后，總庫(kù)容620萬(wàn)m,工程等別為IV等，主要建筑物為4級(jí)，水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)300年一遇，洪峰流量分別為386m3/s、651m3/s,最大下泄流量分別為182m3/s、341m3/s。河道兩岸均有堤防，左岸堤防高2.5m左右，右岸堤防高3.0m左板橋，全長(zhǎng)27m,共2跨，單跨13m,橋?qū)?.5m,橋墩高3.4m,橋底板高程1116.90m,路面高程1117.57m。為漿砌石拱橋，全長(zhǎng)19.6m,共6跨，單跨3m,橋?qū)?.0m,橋墩厚0.4m,直墻高1.3m,矢高0.8m,拱頂高程1116.14m,路面高程1117.15m。3.1河道歷史演變及近期分析流失嚴(yán)重?！了畮?kù)于1976年動(dòng)工興建，1981年竣工蓄水，2009年43.2河道演變趨勢(shì)分析4防洪評(píng)價(jià)計(jì)算4.1防洪標(biāo)準(zhǔn)確定××線×縣段升級(jí)改造工程×橋梁全長(zhǎng)131m,按照《公路橋涵由于本項(xiàng)目所在河段屬農(nóng)村段，人口小于20萬(wàn)，按照《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-2014),河道防洪標(biāo)準(zhǔn)為10年～20年，本河道防洪標(biāo)準(zhǔn)選用20年一遇。4.2設(shè)計(jì)洪水分析計(jì)算簡(jiǎn)稱《手冊(cè)》)進(jìn)行計(jì)算。分析，從中選取能滿足工程設(shè)計(jì)要求的，作為設(shè)計(jì)依據(jù)。4.2.1天然設(shè)計(jì)洪水計(jì)算天然設(shè)計(jì)洪水按無(wú)資料地區(qū)考慮，采用我省2010年12月編制的《×省水文計(jì)算手冊(cè)》(以下簡(jiǎn)稱《手冊(cè)》)計(jì)算。1)流域參數(shù)流域特征參數(shù)包括流域面積、流域主河道長(zhǎng)、流域平均坡度等。流域平均坡度根據(jù)以下公式計(jì)算：La,L…Ln——相鄰點(diǎn)之間距離，km。流域參數(shù)見(jiàn)表4-1。流域特征參數(shù)表表4-1控制面積(km2平均縱坡(%)河長(zhǎng)(km)×水庫(kù)×~設(shè)計(jì)斷面設(shè)計(jì)斷面2)設(shè)計(jì)暴雨①點(diǎn)暴雨設(shè)計(jì)該流域位于水文分區(qū)的西區(qū)。查《手冊(cè)》附圖15至附圖24,可得點(diǎn)暴雨均值H及Cv值，查《手冊(cè)》附表I-2可得相應(yīng)頻率之Kp值，然后計(jì)算流域的設(shè)計(jì)點(diǎn)暴雨。流域設(shè)計(jì)點(diǎn)暴雨計(jì)算公式如下：H,=K,H設(shè)計(jì)點(diǎn)雨量見(jiàn)表4-2。表4-2定點(diǎn)×水庫(kù)1×~設(shè)計(jì)斷面112暴雨公式的三個(gè)參數(shù)Sp錯(cuò)誤!未找到引用源。、ns錯(cuò)誤!未找到引用源。、λ錯(cuò)誤!未找到引用源。需要根據(jù)同頻率各標(biāo)準(zhǔn)歷時(shí)未找到引用源。的查圖誤差控制在±5%內(nèi)；O≤λ≤0.12錯(cuò)誤!未找到引用源。。當(dāng)λ錯(cuò)誤!未找到引用源。不滿足時(shí)，適當(dāng)調(diào)整查圖的均值和Cv,至λ錯(cuò)誤!未找到引用源。滿足約束為止。③面暴雨設(shè)計(jì)面暴雨計(jì)算公式為：式中：H()—標(biāo)準(zhǔn)歷時(shí)為tu、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為P、流域面積為AC,N—經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，由《手冊(cè)》中表6-2直接查用或內(nèi)插求得。④主雨歷時(shí)和主雨雨量主雨歷時(shí)的計(jì)算公式為：”.”式中符號(hào)意義同前。主雨歷時(shí)用數(shù)值法計(jì)算，主雨雨量用下式計(jì)算：H?(t?)=s,·t”式中符號(hào)意義同前。非主雨日的主雨歷時(shí)和主雨雨量按雨強(qiáng)大于2.5mm/h的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)3)產(chǎn)流設(shè)計(jì)本次計(jì)算各河流的產(chǎn)流地類見(jiàn)表4-3。流域產(chǎn)流計(jì)算又包括設(shè)計(jì)洪水凈雨深和凈雨過(guò)程計(jì)算兩部分。各控制斷面流域產(chǎn)流地類表表4-3產(chǎn)流地類(km2)×水庫(kù)×~設(shè)計(jì)斷面①設(shè)計(jì)凈雨深計(jì)算設(shè)計(jì)凈雨深計(jì)算采用雙曲正切模型，計(jì)算模型如下：F(1?)—主雨歷時(shí)內(nèi)的流域可能損失，mm。流域可能損失用下式計(jì)算。式中：SrA—為流域包氣帶充分風(fēng)干時(shí)的吸收率，反映流域的綜合錯(cuò)誤!未找到引用源?！饔虬鼩鈳э柡蜁r(shí)的導(dǎo)水率，Bop—設(shè)計(jì)頻率的流域前期土濕標(biāo)志(流域持水度)。多種產(chǎn)流地類組成的復(fù)合地類流域，吸收率和導(dǎo)水率分別根據(jù)各種地類的面積權(quán)重按下式加權(quán)計(jì)算。Sr—單地類包氣帶充分風(fēng)干時(shí)的吸收率，mm/h'?;c—某地類面積占流域面積的權(quán)重。②主雨日凈雨過(guò)程計(jì)算求解產(chǎn)流歷時(shí)產(chǎn)流歷時(shí)te的計(jì)算公式為：,他符號(hào)意義同前。計(jì)算損失率μμ=d-nt)St”,計(jì)算時(shí)段凈雨t,錯(cuò)誤!未找到引用源?！獮閖時(shí)段的開(kāi)始時(shí)刻。其他符號(hào)意義同前。把計(jì)算出的時(shí)段凈雨按序位編號(hào)安排在設(shè)計(jì)時(shí)雨型模板中的相應(yīng)序位位置，即得主雨日的凈雨過(guò)程。4)匯流設(shè)計(jì)匯流計(jì)算采用綜合瞬時(shí)單位線法和推理公式法分別計(jì)算。各河流所在流域的匯流地類見(jiàn)表4-4。各控制斷面流域匯流地類表表4-4匯流地類(km2×水庫(kù)×~設(shè)計(jì)斷面(1)綜合瞬時(shí)單位線法①計(jì)算參數(shù)n,計(jì)算公式如下：J一河道比降，%;ai—某地類的面積權(quán)重，以小數(shù)計(jì)。②計(jì)算m?。計(jì)算公式如下：m=Cza(L1J2)°,C?a=Za,式中，m.?—i=1mm/h時(shí)瞬時(shí)單位線的滯時(shí)，h;C?.A—復(fù)合地類匯流參數(shù)；C?.i—單地類匯流參數(shù)；α一經(jīng)驗(yàn)性指數(shù)。③用交點(diǎn)法求解T歷時(shí)的平均凈雨強(qiáng)步驟是假設(shè)一組，求得一組Qp;計(jì)算出ml,由k=ml/n可得一兩條曲線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)即T歷時(shí)的平均凈雨強(qiáng)為i,縱坐標(biāo)為最大用求解出的i:計(jì)算m1,由k=ml/n計(jì)算k,計(jì)算Sn(t)曲線，推算時(shí)段匯流曲線un(△t,t),最后推算設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線。所需計(jì)算公式如下：洪峰流量計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4-5。(2)推理公式法推理公式法由設(shè)計(jì)暴雨、推理產(chǎn)流、推理匯流3個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成。推理匯流計(jì)算包括求解洪峰流量Q、流域匯流時(shí)間T及推理洪水過(guò)程線。求解最大洪峰流量可用數(shù)值法進(jìn)行求解，根據(jù)以下公式聯(lián)立方J一河流縱比降，%;m—流域匯流參數(shù)。洪峰流量計(jì)算成果見(jiàn)表4-5。由此計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4-5.斷面名稱W24(萬(wàn)m)W24(萬(wàn)m)×水庫(kù)×~設(shè)計(jì)斷面設(shè)計(jì)斷面程線見(jiàn)表4-6、表4-7和表4-8,天然洪峰流量成果見(jiàn)表4-9。時(shí)間(h)時(shí)間(h)時(shí)間(h)表4-7單位：m3/s時(shí)間(h)時(shí)間(h)時(shí)間(h)表4-8時(shí)間(h)時(shí)間(h)時(shí)間(h)×水庫(kù)×~設(shè)計(jì)斷面計(jì)算方法、公式不再詳述，見(jiàn)表4-6、表4-7和表4-8。設(shè)計(jì)洪峰流量成果見(jiàn)表4-9。2×水庫(kù)(相應(yīng))洪水過(guò)程線計(jì)算后點(diǎn)繪×水庫(kù)洪峰～洪量關(guān)系線(見(jiàn)圖4-1),由設(shè)計(jì)斷面處洪量與區(qū)間洪量計(jì)算出×水庫(kù)相應(yīng)洪量，見(jiàn)表4-10,然后根據(jù)×水庫(kù)洪峰～洪洪水過(guò)程線見(jiàn)表4-11。洪量組合方式×水庫(kù)相應(yīng)×~設(shè)計(jì)斷面相應(yīng)×水庫(kù)(相應(yīng))各頻率設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線表表4-11單位：m3/s時(shí)間(h)時(shí)間(h)時(shí)間(h)3×水庫(kù)~設(shè)計(jì)斷面(相應(yīng))洪水過(guò)程線計(jì)算洪量，然后點(diǎn)繪×水庫(kù)~設(shè)計(jì)斷面的洪峰～洪量關(guān)系線(見(jiàn)圖4-1),見(jiàn)表4-10,然后根據(jù)×水庫(kù)~設(shè)計(jì)斷面的洪峰～洪量關(guān)系線查出×水設(shè)計(jì)斷面相應(yīng)洪水過(guò)程線見(jiàn)表4-12。區(qū)間(相應(yīng))各頻率設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線表表4-12單位：m/s時(shí)間(h)時(shí)間(h)時(shí)間(h)1)水位～庫(kù)容曲線水庫(kù)現(xiàn)淤積高程已到了113.3m,根據(jù)水庫(kù)多年平均來(lái)沙量6.84萬(wàn)m3,預(yù)測(cè)出2025水平年水庫(kù)淤積量為294萬(wàn)m3,以此推求出×水庫(kù)2025年水位～庫(kù)容曲線結(jié)果見(jiàn)表4-13。表4-13水位(m)原設(shè)計(jì)002)水位～泄量關(guān)系位～泄量關(guān)系見(jiàn)表4-14。高程(m)流量(m3/s)高程(m)流量(m3/s)03)×水庫(kù)洪水調(diào)節(jié)計(jì)算起調(diào)水位124.6m,調(diào)洪計(jì)算采用靜庫(kù)容法、水庫(kù)水量平衡方程進(jìn)行，水庫(kù)水量平衡方程如下：At計(jì)算時(shí)段始，萬(wàn)s。上列水量平衡方程采用試算法求解。4)設(shè)計(jì)斷面設(shè)計(jì)洪水×水庫(kù)洪水經(jīng)調(diào)節(jié)計(jì)算后其下泄過(guò)程考慮傳播后與區(qū)間洪水疊加即得設(shè)計(jì)斷面設(shè)計(jì)洪水見(jiàn)表4-15和表4-16,橋址斷面設(shè)計(jì)洪峰流量見(jiàn)表4-17。設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線表(區(qū)間同頻)表4-15單位：h、m3/s時(shí)段區(qū)間洪水水時(shí)段區(qū)間時(shí)段泄區(qū)間洪水水設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線表(水庫(kù)同頻)單位：h、m/s時(shí)段區(qū)間洪水水時(shí)段區(qū)間水時(shí)段水區(qū)間洪水水表4-17區(qū)間同頻4.3設(shè)計(jì)洪水成果合理性分析控制流域面積位于本次設(shè)計(jì)斷面下游，控制流域面積154km2,100年一遇洪峰流量為1142m3/s,50年一遇洪峰流量為931m3/s,20年一遇洪峰流量為652m3/s,本次設(shè)計(jì)斷面控制流域面積133.3km2,100年一遇洪峰流量為1156m3/s,50年一遇洪峰流量為950m3/s,20年一遇洪峰流量為727m3/s,本次設(shè)計(jì)洪水比《專用線防洪評(píng)價(jià)》成果較4.4水面線計(jì)算根據(jù)計(jì)算需要，本次在橋址及上下游共布設(shè)了6個(gè)橫斷面(見(jiàn)附圖),由測(cè)量成果知，該河段縱比降為13%。4.4.1計(jì)算原理天然河道的河寬、河底高程沿程變化都比較大，因此河道設(shè)計(jì)洪水位計(jì)算按明渠恒定非均勻流進(jìn)行水力計(jì)算，采用試算法推求天然河道的水面曲線。取相距為As的兩個(gè)漸變流斷面1和2(其中斷面2為下游斷面),根據(jù)能量方程推求水面線。式中、V和2、V?分別為斷面1和2的水位和流速，α是動(dòng)能修正系數(shù)，△h.為斷面1和2之間的水頭損失，Ah,=△h,+△h。式中K為斷面1和2的平均流量模數(shù)，計(jì)算時(shí)，取程變化所引起的，可由公式計(jì)算，式中ζ為河段的平均局部水頭損失系數(shù)，ζ值與河道斷面變化情況有關(guān)。在順直河段，略，取ξ=0;在急劇擴(kuò)散河段，可取5=-(1.5～1.0);在逐漸擴(kuò)散上式等號(hào)右邊為已知量，以B表示，左邊為?的函數(shù)，以f(a)表示，即得計(jì)算時(shí)，假設(shè)一系列3,計(jì)算相應(yīng)f(z),當(dāng)f(z)=B時(shí)的即為所求。計(jì)算水面線時(shí)河道糙率n主要根據(jù)對(duì)河道實(shí)地調(diào)研的情況，現(xiàn)狀河道河床內(nèi)多為黃土土夾砂卵石。綜上考慮并結(jié)合李煒主編第二版《水力計(jì)算手冊(cè)》P363頁(yè)表8-1-4——天然河道糙率n值表，綜合分析河道段糙率采用0.04。4.4.3建橋前天然水面線計(jì)算經(jīng)計(jì)算，各斷面100年和20年一遇設(shè)計(jì)洪水水面曲線計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4-18和表4-19。100年一遇洪水水面線計(jì)算成果樁號(hào)河底高程(m)水位(m)最大水深(m)流速(m2/s)水面寬(m)縱坡(%)備注×大橋×大橋20年一遇洪水水面線計(jì)算成果表4-19樁號(hào)河底高程(m)水位(m)最大水深(m)流速(m2/s)水面寬(m)縱坡(‰)備注×大橋×大橋4.4壅水計(jì)算《水力計(jì)算手冊(cè)》中對(duì)橋梁的局部損失系數(shù)無(wú)定量描述，且根據(jù)水面曲線公式無(wú)法確定最高壅水水位的具體位置，因此計(jì)算壅水高度采用《公路橋位勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ062-91)公式，然后通過(guò)對(duì)水流特性的分析計(jì)算出建橋后的水面曲線。4.4.1壅水分析計(jì)算橋前最大壅水高度計(jì)算公式如下：式中：η—系數(shù)，反映河灘路堤阻斷流量(Qm)與設(shè)計(jì)流量(Q設(shè))的比值。當(dāng)時(shí)，n取0.05。v一橋下平均流速(m/s);橋墩處在過(guò)水河糟內(nèi)，地面以上為直徑為1.5m的柱式墩。4.4.2任意斷面壅水高度式中：AZ?—任意斷面處的壅水高度，m;其他符號(hào)意義同前。其他符號(hào)意義同前。4.4.4壅水計(jì)算結(jié)果根據(jù)上述公式計(jì)算壅水高度和長(zhǎng)度，發(fā)生不同頻率洪水時(shí)壅水高度和長(zhǎng)度計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4-20表4-21。100年一遇洪水壅水高度及長(zhǎng)度表4-20樁號(hào)水位(m)流速(m/s)壅水高度(m)壅水長(zhǎng)度(m)建橋后水位(m)備注×大橋×大橋20年一遇洪水壅水高度及長(zhǎng)度表4-21樁號(hào)水位(m)流速(m/s)壅水高度(m)壅水長(zhǎng)度(m)建橋后水位(m)備注×大橋×大橋通過(guò)計(jì)算可得，發(fā)生100年一遇洪水時(shí)，最大壅水長(zhǎng)度27.6m,×舊橋在新建×大橋上游80m處，不在×大橋影響范圍之內(nèi)，發(fā)生20年一遇洪水時(shí)，最大壅水長(zhǎng)度23.1m。4.5沖刷分析計(jì)算4.5.1水流平行岸坡的沖刷計(jì)算水流平行于岸坡產(chǎn)生的沖刷按《水力計(jì)算手冊(cè)》中8-4-59式計(jì)算。公式如下：式中：hg—局部沖刷深度，m;V?—河床面上允許不沖流速(m/s),取1.0m/s;n—系數(shù)，與防護(hù)岸坡在平面上的形狀有關(guān)，一般取0.25。根據(jù)以上公式及參數(shù)，當(dāng)發(fā)生不同頻率洪水時(shí)，計(jì)算河道水流對(duì)河岸的沖刷深度，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4-22。護(hù)岸沖刷結(jié)果表表4-22最大水深(m)平均流速(m/s)允許不沖流速(m/s)絕對(duì)沖深(m)由上表可知河床絕對(duì)沖刷深度(P=5%)為2.03m,沖刷深度較大，建議對(duì)堤防基礎(chǔ)進(jìn)行加固。4.5.2河床沖刷計(jì)算公式在自然情況下，河道中水流驅(qū)使床面泥沙運(yùn)動(dòng)，泥沙運(yùn)動(dòng)后的床面形態(tài)又影響水流結(jié)構(gòu)，河流總是處在不斷的變化和發(fā)展過(guò)程中。當(dāng)河流上興建大橋后，河床演變將變得更加迅速和劇烈，由于受墩、臺(tái)的擠壓作用，橋位上游常產(chǎn)生水位升高、流速減緩、水流狹沙能力降低等現(xiàn)象，橋位處則因斷面縮窄，流速增大而產(chǎn)生沖刷。河床沖刷由一般沖刷和局部沖刷兩部分組成。一般沖刷和局部沖刷計(jì)算采用《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGC30-2002)和《公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)·橋位設(shè)計(jì)》中推薦的非粘性土河床的有關(guān)公式進(jìn)行。1河槽部分一般沖刷計(jì)算公式(64-1修正式)Q?——橋下河槽部分通過(guò)的設(shè)計(jì)流量，m2/s;(A-N,a"x3x=YA≤A樂(lè)(F工到I-S9)葺共幽驟魯ZuuO&=*puu‘弘殊纖本體%融——p:尊數(shù)平科任業(yè)身手頭加‘和專五軍#碧最世土我宗‘u‘第數(shù)水實(shí)生輯長(zhǎng)爆最回——gu‘紫平本以有最世明土喜婆半票——H學(xué)中董雪紫露東PVu‘Y￥曹最——"y:嫌莖斯丑回面聚平衡#——nhp——一般沖刷后的最大水深，m;d——河床泥沙平均粒徑，mm,dso=30mm;n?——指數(shù)。當(dāng)采用64-1修正式計(jì)算一般沖刷深度時(shí)，一般沖刷后墩前行近流速V采用下式計(jì)算：按上節(jié)水面線計(jì)算方法和公式推求出未建橋梁前的水位、水深，然后根據(jù)橋梁一般沖刷和局部沖刷確定的橋墩處100年和20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)沖刷情況，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表4-23。洪水沖刷深計(jì)算成果表樁號(hào)水深一般沖深局部沖深總沖深經(jīng)計(jì)算，發(fā)生100年一遇洪水時(shí)×橋最大沖刷深度為6.84m,橋墩埋深28.0m大于總沖深，因此橋梁能夠滿足100年一遇洪水沖刷要求。由上表可知河床一般沖刷深度(P=5%)為2.97～3.03m,沖刷深度較大，建議對(duì)堤防基礎(chǔ)進(jìn)行加固。4.6橋梁底部高程復(fù)核計(jì)算根據(jù)《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGC30-2002)、《公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)·橋位設(shè)計(jì)》和《鐵路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB10017-99)的規(guī)定，確定橋梁底部高程時(shí)按以下公式計(jì)算。橋梁底部高程=設(shè)計(jì)洪水位(Hs)+壅水高度(△Z)+風(fēng)壅增水、浪高等壅水高度(e)+橋下凈空安全值(△hj)。1)壅水高度壅水高度采用橋下壅水高度，最大壅水高度在橋軸時(shí)，按全值計(jì)2)風(fēng)壅增水高度、波浪高度計(jì)算(1)風(fēng)壅增水高度計(jì)算風(fēng)壅增水高度e參考《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50286-98)附錄C莆田實(shí)驗(yàn)站風(fēng)浪要素公式進(jìn)行計(jì)算。風(fēng)壅增水高度計(jì)算公式為：K——綜合摩阻系數(shù)，取3.6×10?;β——風(fēng)向與垂直堤軸線的法線夾角，°。根據(jù)水利電力部×省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院1991年12月編制的《×省水利工程建設(shè)常用地面氣候資料圖集》,查得各大橋的風(fēng)向和最大風(fēng)速，最大風(fēng)速轉(zhuǎn)換為自計(jì)風(fēng)速，公式為式中：V?——定時(shí)觀測(cè)風(fēng)速(每日四次持續(xù)二分鐘的風(fēng)速),m/s;設(shè)計(jì)風(fēng)速根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》采用多年平均年最大風(fēng)速的1.5倍，由萬(wàn)分之一地形圖量的最大風(fēng)速與大橋法線夾角和洪水期風(fēng)區(qū)吹程長(zhǎng)度。(2)波浪高度計(jì)算波浪高度按《公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)·橋位設(shè)計(jì)》和《鐵路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》中推薦的風(fēng)浪要素公式進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算公式為：當(dāng)淺水情況，即當(dāng)深水情況，即波浪高度計(jì)算成果表，見(jiàn)表4-24。3)橋下凈空安全值4)橋梁底部高程復(fù)核計(jì)算橋梁底部高程復(fù)核計(jì)算成果見(jiàn)表4-24。序號(hào)樁號(hào)高度風(fēng)壅高度安全超高復(fù)核橋梁設(shè)計(jì)橋梁12由上表看出，在0+247樁號(hào)大橋設(shè)計(jì)的梁底高程1116.62m高于本次復(fù)核按100年一遇設(shè)計(jì)洪水計(jì)算的橋梁底部高程1116.51m,在0+303樁號(hào)大橋設(shè)計(jì)的梁底高程1118.40m高于本次復(fù)核按100年一遇設(shè)計(jì)洪水計(jì)算的橋梁底部高程1117.27m,因此大橋設(shè)計(jì)滿足防洪4.7河道過(guò)流能力分析堤頂高程由設(shè)計(jì)洪水位加堤頂超高確定，堤頂超高計(jì)算采用A—安全加高，查表2.2.1,本次堤防為4級(jí)堤防，不允許越浪，安全加高值取0.6m。風(fēng)浪要素可按下列公式計(jì)算確定：T——平均波周期(s);L——波長(zhǎng)(m);V——計(jì)算風(fēng)速(m/s),采用歷史汛期最大風(fēng)速平均值的1.5倍，取V=25.5m/s;F——風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度(m);d——水域平均水深(m);g——重力加速度(9.81m/s2)。2.風(fēng)壅水面高度e的計(jì)算：K——綜合摩阻系數(shù)，取K=3.6×10*;β——風(fēng)向與垂直于堤軸線法線夾角(°);其余符號(hào)同前。3.堤防波浪爬高的計(jì)算：在風(fēng)的直接作用下，正向來(lái)波在單一斜坡上的波浪爬高可按下K——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，查表C.3.1-2;Kp——爬高累計(jì)頻率換算系數(shù)，查表C.3.1-3,KP取m——斜坡坡率；其余符號(hào)同前。式中，R?—無(wú)風(fēng)情況下，光滑不透水護(hù)面(K?=1)、H=1m時(shí)的爬高值(m),可按表C.3.1—4確定。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表4-25。堤頂超高計(jì)算結(jié)果表表4-25樁號(hào)設(shè)計(jì)頻率風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度風(fēng)壅高度安全加高根據(jù)上表計(jì)算結(jié)果，本次堤頂超高取0.865m。河道堤頂高程復(fù)核結(jié)果見(jiàn)表4-26和表4-27。新國(guó)道×線×縣段升級(jí)改造工程大居大橋防洪評(píng)價(jià)報(bào)告表4-26程左岸右岸×大橋×大橋表4-27度高左岸右岸×大橋×大橋由上述計(jì)算結(jié)果可得，發(fā)生20年一遇洪水時(shí)，河道最大壅水高度為0.15m,最大壅水長(zhǎng)度為21.8m。建橋后對(duì)橋梁影響范圍內(nèi)