桥涵水文课程设计(桥渡课程设计)完整可编辑版

中南大学桥渡课程设计

设计题目：某桥桥渡设计及检算

学生姓名：程剑煌

学号： 1201070122

班级：土木工程0701班

指导老师：文雨松

日期：2011年1月3日

桥渡课程设计指导书

1. 桥梁状况

桥梁位于I级干线，桥址轴线及梁底标高见图1。

桥下河床断面见图2，桥下河床的左滩主槽分界点为（137.49, 31.81）；桥下河床的右滩主槽分界点为（289.36, 31.60）；左滩、主槽、右滩的糙率系数分别为25、40、25。桥梁轴线与水流交角为90度。0号台的墩台线的X坐标为105.14米

图1 桥址轴线及梁底标高

2.形态断面

形态断面位于桥址上游120米处。形态断面处左滩、主槽、右滩的糙率系数分别为25、50、25。其左滩主槽分界点为（107.01, 32.18）；右滩主槽分界点为（281.87, 32.18）。

桥址与形态断面间的水面坡度为0.005弧度。

桥下河底线形态断面

图2 桥下河底线及形态断面坐标

图3 桥墩宽度图（墩底顺水流方向长度3.5米）

图4 基础（圆沉井）尺寸图

3号墩地质线标高（米）流量系列年份及流量（立方米/秒）

图5 3号墩地质及流量系列

3.实测其他资料

桥型为一般河流的一般大桥；洪水期没有漂浮物和泥石流；测得浪高为0.27米。含砂量特征为5公斤/立方米。桥下表层土为砂卵石。

4.要求

（1）计算形态断面水位关系曲线，并画图。

（2）计算设计流量，画出流量统计（P-III曲线）图形。

（3）检算梁底水位。

（4）检算3号桥墩的基础埋置深度。

（5）按水文计算要求修改设计（主槽内桥墩基础底标高都按3号墩处理），画出新的设计图。

1、形态断面水位关系曲线计算

1.1 形态断面形状

根据设计资料，画出形态断面形状如下图：

38.78

32.18

31.42

27.87

27.87

32.18

33.20

40.30

8.8333.3412.74114.0714.7116.998.18

形态断面图（单位：m ）

左滩

右滩

由于桥梁可认为位于稳定均匀流河段上，可以利用水利学中的谢才—满宁公式计算各过水

断面对应的的流速：2

1

321i v R I n

=

由于断面可能包括左滩，右滩、主槽，各部分的参数相差较大，故需要分别计算，即先计

算各个部分面积的流量i Q ，部分流量等于部分面积i ω与部分平均流速i v 的乘积：

i i i Q v ω=

计算全断面的流量Q ： 1

n

i i Q Q ==∑

则全断面的过水面积ω和断面平均流速v 应为：1

n

i i ωω==∑ Q v ω

=

根据形态断面图可以计算得到水位关系中的Q 、ω、v 与水位高度H 的关系（具体计算数值见附表一），根据形态断面水位计算总和表可以画出形态断面水位关系图，如下图所示：

400

1200

1600

2000

5600

11200

16800

2240028000

3.6

7.2

10.8

14.4

18

800w(m 2)

Q(m 3/s)

v(m/s)

H(m)

形态断面水位关系曲线

2、设计流量计算

2.1 经验频率计算

根据给出的流量系列年份及流量，可知为含特大洪水系列的频率分析，其中特大洪水考证期N ：21148N T T =-+=

经验频率估算为：对于a 项特大洪水：)3,2,1(1

=+=

M N M

P M 对于其余（n-l ）项观测洪水为：1

)11(11

+--+-++=l n l m N a

N a P i m 具体计算结果见下表：

2.2 统计参数估算

计算系列Q i 的总流量：11

1j N a

n l

T

i j i j j N a Q Q q n l -===-=+

-∑∑∑ 计算系列的平均流量Q ：1111j a n l T i j j j N a Q Q Q q N N n l -==⎛⎫

-==+ ⎪-⎝⎭

∑∑∑

计算系列Q i 的变异系数v C ：v C = 根据以上表达式，及取N=48、a=3、l=1、n=18计算可以得到： 平均流量为：35738/Q m s = 变异系数：4132.035

0.725738

v C =

=0

2.3 设计流量

通过适线法确定一条和经验点群吻合较好的理论曲线以求得设计流量值，根据经验点的计算，分别选取 1.4s C =、 1.6s C =、 1.8s C =而保持Q 、v C 不变的这3条理论曲线进行比较，计算结果见下表。

将经验点群和理论曲线均描绘在海森几率格纸上，如下图所示：

根据图形可看出35783/Q m s =、0.72v C =、 1.8s C =这条曲线和经验点群吻合较好，故取为理论频率曲线，根据曲线可以得该桥的设计流量为：320197.8/Q m s =。

3、梁底水位标高检算

3.1确定设计流量通过时桥址断面水位标高