... ..(一)全线典型大中桥水文计算分析水文计算的基本步骤:- 对有水文资料的河流收集水文资料- 确定桥位在地形图上的位置- 确定主流 - 勾绘汇水面积(五万分之一地形图)- 计算流量- 各水文参数计算1.*** 大桥水文计算(1). 设计流量计算① 洪峰流量汇水面积相关法公式QN K N F n ( 1)3式中: QN——某频率洪峰流量(米 / 秒) .n、KN——为重现期为 N 的经验参数F——流域面积(平方公里) .由《延安地区实用水文 手册》和《榆林地区实 用水文手册》附表( 7 8)中查得:n 0.61;K1% 60.1② 综合参数法:QmN CNαFβ H 3N ( 2)3其中: QmN——某频率的洪峰流量(米 / 秒) .——流域形状系数, FL2. .. .c. ... ..L. ——主沟长度H3N——设计重现期为 N的 3 小时面雨量(毫米) .C、α、β、γ、η——分区综合经验参数指数 .式中参数的确定:由《延安地区实用水文 手册》和《榆林地区实 用水文手册》附表( 7 9)中查得:C 4.35、 0.15、 0.58、 0.11、 0.49;③ 原交通部公路科学研究所推理公式法:QP 0.278SPF ( 3)n式中: Q——某频率洪峰流量(米3/秒).pSP——某一频率雨力即最大 1 小时暴雨强度(毫米 / 小时) .τ——流域汇流时间(小时) .μ——损失参数(毫米 / 小时) .F——流域面积(平方公里) .n——暴雨递减指数 .0.278 :单位换算系数 .由《延安地区实用水文 手册》和《榆林地区实 用水文手册》中查得:S1% 140mm由表二查得: K1 0.65, 1 0.98u K1SP11.3 300.8382.44mm/ h由表三查得: K 2 0.334,0.160.16K 2L0.334Ljj. .. .c. ... ..④ 全国水文分区经验公式:公式的基本形式: Q2% KF n 。
(4)根据分区表查 90 区的对应值: n 值按取 0.72 , K 值取 13.8 ,Q1% 1.18Q2%⑤采用全国水文分区经验公式Q 0 CF n ,Q1 % Q0 (1 Cv K 1% )(5)根据分区表查 90 区的对应值查得C6.1 n0.65则 Q06.1F0.65,,Cv 1.55C s / C v =3.5 ,查得 K1%=8.16, Q1%13.648Q0流量计算结果序汇水面积 F河沟长 L公式①公式②公式③公式④采用值断面位置河名及桥名(Km2)( Km)河沟纵坡 j(m3/s)(m3/s)(m3/s)(m3/s)(m3/s)号1K51+600.0*** 大桥18.28.50.0189432.2237.2499.4131.5499.42K51+860.0*** 大桥20.128.80.0189462.7252.3548.8141.4548.83K52+060.0*** 大桥20.128.80.0189462.7252.3548.8141.4548.82. 计算设计水位以及设计流速计算采用桥位设计信息软件系统 2.0 版本,河床断面形态、 河流比降根据现场测量数据输入软件, 糙率结合现场实测情况, 根据规规定进行选取。
根据前文的流量计算,确定百年一遇的设计流量 Q1%=548.8m3/s ;河槽以黄土沙石为主, 并根据从当地水利部门搜集的资料, 确定糙率取 1/n=45 ;根据现场实测以及相关资料,确定河床比降 J=0.015 ,利用计算软件可以求得:1 桥梁基本信息. .. .c. ... ..桥梁类型大设计洪水频率 (%)1桥梁中心桩号凌汛要求无水流与桥轴线的夹角0跨河位置河湾2 河流资料2.1 基本资料河流名称***设计洪水流量 (m3/s)548.8计算断面名称51860河床比降 ( ‰)18.9左分界桩号 (m)0右分界桩号 (m)71左滩粗糙度 m113河槽粗糙度 m240右滩粗糙度 m3132.2 断面桩号及标高数据列表桩号 (m)标高 (m)01016121010. .. .c. ... ..1710081810062010002199823996.4427996.44339984010004810026410107110163 计算过程3.1计算设计水位根据几何方法计算得:经过多次几何方法计算,确定设计洪水流量 Qs=548.8(m3/s)对应的设计洪水位为 1001.704(m) ,即H=1001.704(m)3.2 计算河床各部分的过水面积和水面宽度根据几何方法计算得:左滩过水面积ω 1=0( ㎡)河槽过水面积ω 2=87.092( ㎡)右滩过水面积ω 3=0( ㎡). .. .c. ... ..全断面过水面积ω s=ω1+ω 2+ω3=87.092( ㎡)左滩水面宽度 B1=0(m)河槽水面宽度 B2=71(m)右滩水面宽度 B3=0(m)3.3 计算水力半径计算公式R= ω /B式中:ω为过水面积 ( ㎡)B 为水面宽度 (m)河槽水力半径 R2=ω2/B2=87.092/71=1.227(m)3.4 计算流速计算公式按照《公路工程水文勘测设计规程》 (JTG C30-2002)V = m R2/3 I 1/2(5.3.1-3)式中: R为水力半径 (m)m 为河床粗糙系数I 为河床比降河 槽 流 速 V2 = m2 R22/3 I 1/2=40 × 1.227 2/3 ×(18.9/1000) 1/2 = 6.301(m/s)3.5 计算流量计算公式Q = ω× V. .. .c. ... ..式中:ω为过水面积 ( ㎡)V 为流速 (m/s)河 槽 流 量 Q2 = ω 2 × V2 =87.092 × 6.301 =548.799(m3/s)全断面流量 Qs = Q1 + Q2 + Q3 =0 + 548.799+0= 548.799(m 3/s)3.6 计算全断面流速Vs = Qs / ωs = 548.799 / 87.092 = 6.301(m/s)4 计算结果列表4.1 全断面数据断面平均流速 (m/s)6.301断面设计流量 (m3/s)548.7994.2 河槽数据河槽设计流速 (m/s)6.301河槽设计流量 (m3/s)548.799河槽平均水深 (m)1.227河槽最大水深 (m)5.264河槽水面宽度 (m)71河槽过水面积 ( ㎡)87.0925 河流断面图. .. .c. ... ..3). 桥长计算河槽宽度计算公式n 3L j KQpBcQc式中:设计流量 Q p =548.8 (m 3/s)设计洪水河槽流量 Qc =548.8 (m 3/s)河槽宽度 Bc =28.1m系数 K 和指数 n3 ,该河段属于稳定河段, K 0.84, n3 0.9 可求得L=23.6m。
.. .c. ... ..本桥跨径设置主要受地形影响, 采用跨径 35×20m组合箱梁,综合考虑角度、桥墩布置等因素, 桥跨布置满足设计洪水频率的泄洪要求,水文不控制跨径布置4). 冲刷计算⑴河槽一般冲刷由于公式 64-1 修整式对大颗粒土质计算值偏大,对稳定性河槽计算值偏大,而本河流属于河槽稳定, 河床土质主要为粒径较小的沙砾,因此采用 64-2 简化公式计算河槽一般冲刷:0 .900.66hp 1.04 A Q2BchmaxQc(1 )B2式中:Q1 —计算断面的天然河槽流量Q2 —桥下河槽部分通过的设计流量 根据调查资料以及两岸河滩情况判断,桥下河槽不可能扩宽到全桥,所以 Q2 Qc Q sQc Qt "Qs —设计流量;根据计算, Q s=548.8 (m 3/s)Qc —天然河槽流量:根据计算, Qc =548.8 (m 3/s)Qt " —天然状态下河滩部分流量, Qt " =0所以, Q2QcQ s =548.8(m3/s)Qt "QcBc —计算断面天然河槽宽度, B=28.1mB2 —桥下断面天然河槽宽度, B=28.1mhmax —计算断面桥下河槽最大水深, hmax=5.3. .. .c. ... ..。