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1、1.4 水文计算 1.4.1 设计资料 1. 大桥桥位地质剖面图。 2. 水文资料：桥为河段为稳定性河段，设计洪水位频率 1：100，设计洪水 位 40.75m。 3. 洪水含沙量=3kg/m3。 4. 桥位概况：本桥位于某市区外，跨越河流，河宽 120 米。 1.4.2 计算设计流量 QS 10 1.根据河道横断面图式，本河道采用单宽式，采用形态法计算。 2.依据桥位地质剖面图，假定为单宽式类河道，糙率 n=0.02，m=50。 3.洪水比降 I=0.3。 4.设计水位 40.75m，起止桩号 k0+91.27k0+230.18。 5. 过水面积及水位宽度 B 计算，见下表。 表 1-3过水
2、面积及水位宽度 B 计算表 桩号 （m） 地面标高 （m） 水深 （m） 平均水深 （m） 水面宽度 （m） 过水面积 (m2) 累积面积 (m2) 合计 K0+10040.7500 =617.781 B=120 +108.7337.802.951.4758.7312.87712.877 +129.0936.014.743.84520.3678.28491.161 +145.0934.006.755.74516.0091.920183.081 +177.8233.007.757.25032.73237.293420.374 +204.0036.204.556.15026.18161.00758
3、1.381 +220.0040.7502.27516.0036.4617.781 合计120617.781 6.平均水深H均=/B=617.781/120=5.148m 7.由谢才满宁公式 V=m(H均)2/3I1/2 =50(5.148)2/3+(0.0003)1/2 =2.582m/s 8.设计水位时，过水断面流量 QS QS=V=617.7812.582=1595.111 m3/s 设计流量偏安全考虑，选定 QS=1600m3/s V=2.60m/s =617.781m/s B=120m 1.4.3 确定桥孔长度 1. 河段类型选择 依据桥位地质剖面图，假定该桥位河段为顺直型稳定性河段。
4、 2. 桥孔布设原则 (1) 桥孔不宜过多的压缩河槽； (2) 墩台基础可以视冲刷程度，置于不同的标高上。 3. 采用经验公式计算桥长 Lj= QS/(qc)（1-1） 式中：QS设计流量；取值为 QS=1600 m3/s； 压缩系数；取值为=k1(Bc/Hc)0.06=1.208； k1稳定性河段取 1.00； qc河槽单宽流量，qc= QS/Bc=2300/311=13.333。 Lj= QS/(qc)=1600/(1.20813.333)=99.34m 4. 采用过水面积计算（冲刷系数法）10 上部结构采用预应力混凝土 T 型梁桥，标准跨径为 35m（桥墩中心间距） ， 假定采用单排双柱
5、式桥墩柱直径 d=1.5m，设计流速 VS=2.6m/s，QS=1600 m3/s， 冲刷系数 P=1.4，系数计算： =10.375VS/ L0=10.3752.6(351.5)=0.97 =1.5/35=0.043 则q= QS/(1)P VS=1600/0.97(10.043)1.42.6=473.52m2 根据桥位断面图 桥下毛过水面积为 617.781m2略大于 473.52m2。 桥孔净长 Lj=3(351.5)=100.50m。 与经验公式计算结果接近，可以采用。 桩台前缘桩号为：k0+116.5，另一侧桥台前缘桩号为 k0+220。 1.4.4 确定桥面最低标高 计算壅水高度：
6、 建桥后，左路堤阻水面积n=43.155+51.372=64.249m2 Qn=nV均=64.2492.6=167.05m3/s，Qn/QS=167.05/1600=10.44% 查表得：=0.186 Vq= QS/j=1600/553.532=2.89m/s 由经验公式： Z=(Vq2Vch2)（1-2） Vch采用建桥前全断面平均流速 2.6m/s。 故Z=(Vq2Vch2) =0.186(2.8922.62) =0.296m 所以 Z =Z/2=0.148m 1. 计算浪高 根据设计资料中的气象地震资料： 气候条件：一月份平均气温10，七月份平均气温+25； 风力：7 级，V=15 m/
7、s； 地震烈度：6 度。 考虑最不利影响，浪程 D=600m，平均水深 H均=5.148m，风速 Vw=15m/s。 2 w V gH均 =224 . 0 15 148 . 5 81 . 9 2 0.7（ 2 w V gH均 ）0.7=0.7（0.224）0.7=0.246 2 w V gD = 2 9.81 600 15 =26.16 0.0018( 2 w V gD )0.45=0.0078 0436. 0 15 81. 9 22 w V g th0.246=0.241 0.13th0.246=0.031 th0.255=0.247 HLj%=2.3 0.45 2 0.7 2 0.7 2
8、2 0.0018() 0.13 0.7() 0.13 0.7() w w w w gD Vgh thth ghV th V g V =0.404m 2.计算水位 本河道无流水，其他引起水位升高的因素忽略不计。 Hj= Hs+H =40.75+0.148+0.4042/3=41.167m 3.桥面标高的确定 本河段不通航，采用桥下净空Hj=0.5m。 桥梁建筑高度HD=2.5m（预应力混凝土箱型梁桥） Hqm=Hj+Hj+HD =41.167+0.5+2.50 =44.167m 故桥面标高采用 44.2m。 1.4.5 冲刷计算 本河段以假定为平原顺直型河段，属稳定性河段，对河槽自然演变的影响不
9、 明显，对该桥位地质断面图分析，河床地质属中砂和细砂质土壤，应按砂质河槽 计算。已知桥位河段历年汛期平均含砂量=3kg/m3。 该桥上部结构采用 3 孔 35m 预应力混凝土 T 型梁，下部结构采用钢筋混凝 土单排双柱式桥墩，柱径 D=1.5m，钻孔灌注桩桩径 D=1.5m；桥台采用桩柱式， 桩柱直径 D=1.5m。 1.河槽一般冲刷 根据地质剖面图分析，桥下河槽不可能扩宽。已知桥下河槽流量 Q=1600 m3/s，桥台前缘桩号为 k0+116.5 和 k2+220；粗糙系数 m=50。 桥孔长度 Lj=220116.5=103.5m 桥孔净长 Lj1=3(351.5)=100.50m 由桥位
10、断面知，河槽最大水深 Hmax=7.75m H均=/B=617.781/120=5.148m 由于河床为细砂及中砂，平均粒径采用 D均=1mm 单宽流量系数 74.14481600 05.1671600 1600 h -1 )(04 . 1 12 . 1 148 . 5 120 nc 2 max 2 66 . 0 c 2 9 . 0 15 . 0 15 . 0 Q QQ Q Q B B Q Q A H H A A P C c P ）（ ）（ ）（ 均 B2=L=248.5 B=311 =024 . 0 249.64-781.617 148. 55 . 11 om u 查表得：u=0.98 75
11、. 7 5 . 9898. 0014 . 0 -1 120 1600 74.1448 12 . 1 04 . 1 66 . 0 9 . 0 p H =9.51m 2.河槽中桥墩的局部冲刷 桥下河槽的一般冲刷计算结果 Hp=9.51m，其相应的冲刷流速为 n b VV VV dBkH)(H46. 0 00 0068. 00.15 p 6 . 0 （1-3） 查表得 k=1，B1=1.5，d=1 mm 12 63 p VEdH 51 . 9 66 . 0 3 2 6 1 1 96 . 2 m/s 由 Hp=9.51m，D 均=1mm， ，算得 V0=0.63； VV0，砂质河槽。 2758 . 0
12、 63 . 0 5 . 1 001 . 0 645 . 0 d 645 . 0 053 . 0 0 1 053 . 0 0 V B V 2758 . 0 -63 . 0 2758 . 0 -96 . 2 001 . 0 51 . 9 5 . 1 146 . 0 0163 . 0 96 . 2 63 . 0 n 019 . 0 068 . 0 15 . 0 6 . 0 b 001 . 0 lg23 . 2 35 . 9 0 dlg23 . 2 35 . 9 ）（）（H V V =0.5344m 3.墩台的最低冲刷线 桥位河段属于稳定性河段，河槽中的桥墩可采用相同的最低冲刷线标高，并 以河槽中的最
13、大水深计算冲刷深度，未考虑其他因素应起的冲刷取H=0。 总冲刷深度 hs=Hp+Hb=9.51+0.5344=10.044m 最低冲刷线标高 Hm=Hshs=40.7510.044=30.7056m 水文资料： 桥位河段为稳定性河段， 设计洪水频率水文资料： 桥位河段为稳定性河段， 设计洪水频率 1/100， 设计洪水位， 设计洪水位 40.75m， 洪水含沙量， 洪水含沙量=2.5kg/m3， 洪水比降， 洪水比降 i=0.3。 风力： 。 风力：7 级，级，15m/s；地震烈度：；地震烈度：7 度。度。 38.13 31.23 28.17 22.49 17.49 亚粘土 含砾 粗砂土 24.63 28.50 细沙 及中沙 亚粘土 堆积土 38.01 41.65 13.14 亚粘土 16.12 单位:m 细沙 及中沙 26.89 23.37 含砾 粗砂土 细沙 及中沙 亚粘土 含砾 粗砂土 设计水位40.75 25.38 24.01 亚粘土 含砾 粗砂土 细沙 及中沙 堆积土 K3+300 +342.97 +434.92 +492.39 +581.43 大桥桥位地质剖面图大桥桥位地质剖面图
