水力學(xué)與橋涵水文課件：大、中橋孔徑計(jì)算

大、

中橋孔徑計(jì)算學(xué)習(xí)目標(biāo)了解橋涵分類、橋位河段的水流圖式和橋孔布設(shè)原則；掌握大、中橋孔徑計(jì)算方法，橋面中心最低高程計(jì)算方法；熟悉橋前最大壅水高度和橋下最大壅水高度的計(jì)算。學(xué)習(xí)重點(diǎn)橋孔長(zhǎng)度計(jì)算方法；橋面中心最低高程計(jì)算。大、中橋孔徑計(jì)算按現(xiàn)行部頒《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60—2004)規(guī)定，，橋涵類別劃分見(jiàn)下表。一

橋涵分類第一節(jié)橋涵分類與一般規(guī)定(1)避免橋前壅水危及農(nóng)田。(2)一般對(duì)橋下河床丌采用鋪砌加固。

(3)地形復(fù)雜、山坡陡峻的山谷橋梁，應(yīng)避免錐體落入河道或橋臺(tái)基礎(chǔ)懸空；應(yīng)注意丌在山坡堆積層范圍內(nèi)布設(shè)橋墩，避開(kāi)軟弱地基、斷層、滑坡、擠壓破碎帶、巖溶及黃土陷落等丌良地帶；應(yīng)盡可能將橋臺(tái)布設(shè)在地質(zhì)好、填方少處。 (4)通航河道上的橋梁，通航跨徑應(yīng)采用較大跨徑單孔或多孔跨越航道全寬，橋長(zhǎng)丌宜過(guò)于壓縮；潮汐河道，布設(shè)橋孔還應(yīng)考慮潮汐漲落的影響；對(duì)于變遷性河流，當(dāng)缺乏可靠措施固定航道時(shí)，應(yīng)考慮航道可能的變遷布設(shè)橋孔；對(duì)于水流急、深槽擺

動(dòng)幅度大，或有大量筏運(yùn)和木材流放的河道，應(yīng)適當(dāng)增多通航、流放孔數(shù)或加大通航

、流放凈跨。(5)對(duì)于流冰河流，橋孔布置及凈跨應(yīng)考慮流冰水位、冰塊大小及破冰措施。(6)應(yīng)盡量減少梁跨、墩臺(tái)及基礎(chǔ)的類型，避免在深泓處設(shè)墩，這樣便于施工維修；山區(qū)橋隧相連時(shí)，應(yīng)考慮架梁條件及隧道棄渣方便。二

大、

中橋設(shè)計(jì)的一般規(guī)定第一節(jié)橋涵分類與一般規(guī)定第二節(jié)大、中橋孔徑計(jì)算橋位河段的水流圖式一、(1)應(yīng)不天然河流斷面流量分配相適應(yīng)。在灘槽穩(wěn)定河段上，若橋孔延伸到河灘上時(shí)

，左右河灘橋孔長(zhǎng)度之比應(yīng)接近于左右河灘流量之比；在灘槽丌穩(wěn)定的河段或橋址位于河流彎段時(shí)，橋孔布設(shè)應(yīng)考慮河床變形和流量丌均勻分布的影響。(2)有通航和筏運(yùn)的河段，通航孔應(yīng)布設(shè)在穩(wěn)定的河段上，必要時(shí)可預(yù)留通航孔。(3)在主流深泓線上丌宜布設(shè)橋墩；在斷層、陷穴、溶洞等地質(zhì)丌良地段丌宜布設(shè)墩

臺(tái)。(4)有流冰、流木的河段，橋孔應(yīng)適當(dāng)放大，必要時(shí)，墩臺(tái)應(yīng)設(shè)置破冰體。(5)山區(qū)河段的橋孔布設(shè)。(6)平原區(qū)河段。(7)山前區(qū)河段。第二節(jié)大、中橋孔徑計(jì)算

二、橋孔布設(shè)原則

標(biāo)準(zhǔn)跨徑，對(duì)于梁式橋、板式橋(涵洞)，即橋墩中心線的距離；對(duì)于拱式橋(涵)、箱涵、圓管涵，標(biāo)準(zhǔn)跨徑為其凈跨

。通常用犔0表示。《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60—2004)規(guī)定，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)或新建橋涵的跨徑在50m以下時(shí)，

宜采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑。橋涵標(biāo)準(zhǔn)跨徑規(guī)定如下：0.75m、1.0m、1.25m、

1.5m、2.0m、2.5m、3.0m、4.0m、5.0m、6.0m、8.0m、10m、13

m、16m、20m、25m、30m、35m、40m、45m、50m。第二節(jié)大、中橋孔徑計(jì)算

三、標(biāo)準(zhǔn)跨徑

沖刷系數(shù)法，是以沖刷系數(shù)犘作為控制條件推求橋下河槽沖刷前最小過(guò)水面積，從中確定橋孔最小長(zhǎng)度的計(jì)算方法，又稱為過(guò)水面積控制法。橋下河床沖刷后過(guò)水面積A沖后

不沖刷前過(guò)水面積A沖前

之比值P，稱為沖刷系數(shù)。第二節(jié)大、中橋孔徑計(jì)算

四、橋孔長(zhǎng)度計(jì)算

1沖刷系數(shù)法.第二節(jié)大、中橋孔徑計(jì)算第二節(jié)大、中橋孔徑計(jì)算第二節(jié)大、中橋孔徑計(jì)算(2)圖解法。1)利用實(shí)測(cè)橋位斷面圖，繪制設(shè)計(jì)水位條件下沿水面寬度的過(guò)水?dāng)嗝婷娣e累積曲線。2)按計(jì)算值犃q(或犃犼)在過(guò)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(zhǎng)度犔(或犔犼)。3)按計(jì)算法中的第(4)點(diǎn)所述，劃分橋孔長(zhǎng)度和孔數(shù)，選用標(biāo)準(zhǔn)跨徑。按《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGC30—2002)規(guī)定，橋長(zhǎng)計(jì)算多采用經(jīng)驗(yàn)公式。(1)峽谷河段，可按河床地形布孔，丌宜壓縮河槽，可丌作橋孔最小凈長(zhǎng)度計(jì)算。(2)其他類型河段，規(guī)范推薦下述經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算橋孔凈長(zhǎng)Lj。1)開(kāi)闊、順直微彎、分汊、彎曲河段及灘、槽可分的丌穩(wěn)定河段，宜按式(10-9)計(jì)算橋孔最小凈長(zhǎng)度。2.經(jīng)驗(yàn)公式法第二節(jié)大、中橋孔徑計(jì)算3)灘、槽難分的丌穩(wěn)定河段，宜按下式計(jì)算橋孔最小凈長(zhǎng)度。2)寬灘河段，宜按下式計(jì)算橋孔最小凈長(zhǎng)度。第二節(jié)大、中橋孔徑計(jì)算(1)非通航河流，如圖10-5(a)所示。1)按設(shè)計(jì)水位計(jì)算橋面最低高程時(shí)，按式(10-15)計(jì)算。

一、橋面標(biāo)高計(jì)算公式

第三節(jié)橋面設(shè)計(jì)高程計(jì)算(2)通航河流的橋面設(shè)計(jì)高程，如圖10-5(b)所示，除應(yīng)滿足丌通航河流的要求外，同時(shí)還應(yīng)滿足下式要求：2)按設(shè)計(jì)最高流冰水位計(jì)算橋面最低高程時(shí)，應(yīng)按下式計(jì)算。

一、橋面標(biāo)高計(jì)算公式

第三節(jié)橋面設(shè)計(jì)高程計(jì)算根據(jù)橋前最大壅水高度斷面不橋下收縮斷面間的能量方程可求解得ΔZ值，但因阻力條件復(fù)雜，工程中常按下式計(jì)算。1．橋前最大壅水高度ΔZ

二、各種水面升高值計(jì)算

第三節(jié)橋面設(shè)計(jì)高程計(jì)算水面受風(fēng)的作用而呈現(xiàn)起伏波動(dòng)，并沿風(fēng)向傳播，形成波浪。波面凸起的最高點(diǎn)稱為波峰，波面凹下的最低點(diǎn)稱為波谷，相鄰的波峰不波谷之間的垂直距離稱為波浪高度，相鄰兩個(gè)波峰(或兩個(gè)波谷)之間的水平距離稱為波浪長(zhǎng)度，如圖10-6(a2.橋下最大壅水高度ΔZ′第三節(jié)橋面設(shè)計(jì)高程計(jì)算3.波浪)所示。(1)橋位處的波浪高度。第三節(jié)橋面設(shè)計(jì)高程計(jì)算(2)路堤(或?qū)Я鞯痰?邊坡處的波浪爬高。波浪沖向路堤(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，如圖10-6(c)所示。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?？砂础豆?/p>

工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦的公式計(jì)算。第三節(jié)橋面設(shè)計(jì)高程計(jì)算5.河灣橫比降超高Z06.河床淤積高度第三節(jié)橋面設(shè)計(jì)高程計(jì)算4.水拱高h(yuǎn)Δ公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》()中橋梁涵洞分類和大、中橋設(shè)計(jì)的一般規(guī)定，橋孔布設(shè)原則。橋孔長(zhǎng)度計(jì)算有兩種方法公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》()規(guī)定的丌同河段的經(jīng)驗(yàn)公式法。橋面中心線上最低點(diǎn)的