学习情境3 桥梁基础设计

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1、学习情境三 桥梁基础设计“十二五”职业教育国家规划教材 桥梁下部施工技术(第二版） ISBN 978-7-114-12206-4 学习情境三学习情境三桥梁基础设计桥梁基础设计学习情境三 桥梁基础设计“十二五”职业教育国家规划教材 桥梁下部施工技术(第二版） ISBN 978-7-114-12206-4 学习情境三 桥梁基础设计工作任务一 桥涵设计流量推算及河道冲刷深度计算学习目标：1.了解设计流量的含义；2.熟悉推求设计流量的基本原理及计算方法；3.理解冲刷计算的目的及冲刷过程；4.熟悉河道冲刷深度的计算方法。任务描述：根据所学知识及公路桥涵有关设计标准及规范的相关内容，完成桥位的设计洪水流量

2、及设计洪水位、河道冲刷深度计算，并上交桥梁设计洪水流量及设计洪水位、河道冲刷深度计算说明书。学习引导：本工作任务沿着以下脉络进行学习:学习情境三 桥梁基础设计“十二五”职业教育国家规划教材 桥梁下部施工技术(第二版） ISBN 978-7-114-12206-4 一、桥涵设计流量推算 设计洪水流量：对应于某一设计洪水频率的洪 峰流量，简称设计流量。 设计洪水位：桥位设计计算断面上通过设计流 量相应的水位，简称设计水位。 设计流速：设计流量通过时桥位断面的河槽平 均流速。因此，应根据工程实际情况，按国家颁发的有关规范 选定合适的设计标准，依此推算设计洪水。公路工程技术标准（JTG B01）学习情

3、境三 桥梁基础设计“十二五”职业教育国家规划教材 桥梁下部施工技术(第二版） ISBN 978-7-114-12206-4 学习情境三 桥梁基础设计“十二五”职业教育国家规划教材 桥梁下部施工技术(第二版） ISBN 978-7-114-12206-4 桥涵所在地区、河流等情况不同，推求设计流量的方法也不同，尽量搜集多的桥位水文资料，采用不同方法推算设计洪水流量。一般来说，中等以上河流上的桥梁可搜集到桥梁附近水文站历年来的年最大洪水流量观测资料，甚至能调查到观测资料以前发生的特大洪水资料，可应用水文统计的分析方法推算设计流量。较小流域的中小河流难以搜集到水文站实测洪水资料，但可以搜集到降雨资料

4、或地区性水文资料，则可应用地区性公式、暴雨径流的推理公式等方法推算设计流量。桥位附近资料较少，但相邻地区或河段有较多资料，可应用相关分析插补、延长水文资料系列。学习情境三 桥梁基础设计“十二五”职业教育国家规划教材 桥梁下部施工技术(第二版） ISBN 978-7-114-12206-4 水文统计法经验公式或推理公式相关分析资料多，中等以上流域小流域资料较少地区经验公式无水文站观测资料学习情境三 桥梁基础设计“十二五”职业教育国家规划教材 桥梁下部施工技术(第二版） ISBN 978-7-114-12206-4 （一）利用实测流量资料推算设计流量 1.资料的审查 资料的一致性 资料的代表性 资

5、料的独立性 资料的可靠性学习情境三 桥梁基础设计“十二五”职业教育国家规划教材 桥梁下部施工技术(第二版） ISBN 978-7-114-12206-4 （一）利用实测流量资料推算设计流量 2.资料的插补和延长 流域面积比拟法 相关分析法 过程线叠加法学习情境三 桥梁基础设计“十二五”职业教育国家规划教材 桥梁下部施工技术(第二版） ISBN 978-7-114-12206-4 （一）利用实测流量资料推算设计流量 3.资料中的特大值 1）流域面积比拟法 2）相关分析法 3）过程线叠加法学习情境三 桥梁基础设计“十二五”职业教育国家规划教材 桥梁下部施工技术(第二版） ISBN 978-7-11

6、4-12206-4 实测资料累计频率统计参数经验频率曲线理论频率曲线但是，由于洪水观测年限与总体相比差之甚远，经验频率点群分布并不是一条光滑的连续曲线；而由三个参数确定的皮尔逊型理论频率曲线，抽样误差也比较大，从而使由计算参数得到的皮尔逊理论频率曲线，与经验频率点群偏离较大，即两者配合不是很好，因此必须采用某种方法来确定合适的统计参数，使两者拟合最好。通过调整统计参数CS、CV，选择一条与经验频率曲线点群拟合最好的理论频率曲线，这种方法叫适线法。（一）利用实测流量资料推算设计流量4.设计流量的推算方法学习情境三 桥梁基础设计“十二五”职业教育国家规划教材 桥梁下部施工技术(第二版） ISBN

7、978-7-114-12206-4 （一）利用实测流量资料推算设计流量4.设计流量的推算方法 选取样本 绘制经验频率曲线 计算水文统计的三个参数Q、Cv和Cs的初始值 绘制理论频率曲线，用适线法选定Q 、Cv和Cs值 计算设计流量 审查计算结果 学习情境三 桥梁基础设计“十二五”职业教育国家规划教材 桥梁下部施工技术(第二版） ISBN 978-7-114-12206-4 （二）利用洪水调查资料推算设计流量1.实测洪水流量1）水文断面的选择计算流量所依据的河流横断面称为水文断面，应选在近似于均匀流的河段上。水文断面必须垂直于洪水流向。水文断面应尽量靠近调查的历史洪水位，但距桥位也不宜过远。水文

8、断面与桥位断面之间，应无支流汇入，无分流或壅水现象。水文断面的数量应结合实际需要而定，一般可在桥位上下游各选一个，符合条件的桥位断面，也可以作为水文断面使用。学习情境三 桥梁基础设计“十二五”职业教育国家规划教材 桥梁下部施工技术(第二版） ISBN 978-7-114-12206-4 2）水文断面的流速和流量计算 式中：V断面平均流速，m/s，对于复式断面，河槽与河 滩的断面平均流速应分别计算；n粗糙系数（糙率）；R 水力半径，m；i 洪水比降，以小数计。学习情境三 桥梁基础设计“十二五”职业教育国家规划教材 桥梁下部施工技术(第二版） ISBN 978-7-114-12206-4 （二）利

9、用洪水调查资料推算设计流量 1.实测洪水流量 2）水文断面的流速和流量计算 对于宽浅河段，当水面宽度大于断面平均水深的10倍以上 时，湿周可近似地用水面宽度代替，即水力半径R近似等 于断面平均水深。水文断面的流量则为： 单式断面时 复式断面时 学习情境三 桥梁基础设计“十二五”职业教育国家规划教材 桥梁下部施工技术(第二版） ISBN 978-7-114-12206-4 （二）利用洪水调查资料推算设计流量 1.实测洪水流量 3）洪水比降的确定 河流中出现洪峰时的水面比降，称为洪水比降。 由于天然河流中水流并不完全符合均匀流的条件，其水面 比降随水位而变化，应尽量采用与历史洪水位相对应的洪 水比

10、降。学习情境三 桥梁基础设计“十二五”职业教育国家规划教材 桥梁下部施工技术(第二版） ISBN 978-7-114-12206-4 （二）利用洪水调查资料推算设计流量 1.实测洪水流量 4）河床粗糙系数的选择 河床的粗糙系数反映水流所受河床阻力的大小，直接影响 流速和流量，应根据河流类型及河床特征综合考虑选定。 河床的粗糙系数最好采用水文断面所在河段的实测值，或 根据水文站的观测资料确定。如无实测资料，则可参照有 关规范中的粗糙系数表（糙率表）或手册中推荐的粗糙系 数表（糙率表），结合实际情况选定。 河槽与河滩的粗糙系数应分别确定。 学习情境三 桥梁基础设计“十二五”职业教育国家规划教材 桥梁下部施工技术(第二版） ISBN 978-7-114-12206-4 （二）利用洪水调查资料推算设计流量 2.根据洪水流量的混合资料推算设计流量 不连续系列（有特大值）的经验频率计算 不连续系列的统计参数 Q、Cv和Cs的确定 设计频率的推算学习情境三 桥梁基础设计“十二五”职业教