涵洞水力计算
5_小桥涵水力计算资料
当计算基线通过河底时，
位能： Ep H
v2 动能： Ek 2g v2 Q2 能率： E0 E p Ek H H 2g 2 g 2
20
五、小桥涵水流状态
当流量及流水断面形状为已知时，能率为水深的函数：
Q2 E0 f ( H ) H 2 g 2
7
二、小桥涵水力计算的特点
2. 涵洞孔径计算的特点
（1）跨径与台高之间有一定比例关系，其经济比例通常为 1∶1～1.5∶1，孔径计算要解决跨径及台高两个关系； （2）考虑洞身过水阻力的影响，因为过水孔道长而小； （3）通常人工加固河床，提高允许流速； （4）洞身水流可充满洞身并可触及洞顶。
8
二、小桥涵水力计算的特点
涵洞孔径计算与小桥孔径计算有什么不同？ 涵洞洞身随路基填土高度增加而增长，洞身断面尺寸对工 程量影响较大。因此计算涵洞孔径时，还要求跨径与台高 有一定的比例关系。通常采用加固河床提高容许流速的办 法来减小涵洞孔径，由于河床加固后的容许流速都比较高 ，如计算孔径时仍按容许不冲刷流速控制，根据设计流量 计算出涵洞孔径会很小，从而使得涵前水深增加，它将危 及到涵洞与路堤的安全。
11
四、小桥涵孔径与水毁
1. 公路桥涵水毁的成因分析 2. 小桥涵水毁的防治
12
公路桥涵水毁的成因分析
从小桥涵水毁实况，可归纳其水毁主要成因：
（ 1 ）较大孔径的小桥、涵洞，由于基础的埋置深度不够或 未设必要的调治防护构造物，而致桥台及涵洞进出口被冲 毁。
沪陕高速大桥桥墩受损 严重 商州水务局称洪 水冲刷所致
Q (a 1)
2
mi a
3 3 8 16
5 8
其中： Qs ——设计流量（m3/s）
涵洞水力计算
5
0
0.4
Σξ 0.90
洞底比降 i
0.020
洞宽 B 洞高 D 过水面积 A
χ
1.5
2
3
7
R 0.429
n 0.014
C
流量系数m3
62.02 0.852
动能修正系 数α
1.05
H0
淹没系数σ Q计算
8.80 0.2375 14.08
Q设计 5
进口水深 流量系数
H
m2
8.8 0.636
H0
Q计算
8.80 23.74
Q设计 5
进口水深 出口水深 出口下游过
H
h
水面积A下
8.8
8.7
13.05
上游行近流 速V0
H0
Q计算
0.04 8.80 10.75
Q设计 5
洞宽
B
8.8
1.5
上游行近流 速V0
H0
0.04
8.80
洞高 D
2
Q计算
25.37
过水面积 A
3
Q设计
5
三、非淹没压力流涵洞过流能力
2
非淹没压力流涵洞过流能力计算表
进口损失系 拦污栅损失 闸门损失系
数ξ1
系数ξ2
数ξ3
0.2
0.3
0
进口渐变段ξ5
0
洞宽B
洞高D 过水面积A
χ
1.5
2
3
7
出口渐变段 ξ6
2
0.36
0.95
进口水深 洞进口内水深 洞底比降 上游行近流
H
hs
i
速V0
8.8
8.77
桥涵、涵洞水力计算
Σ ξ 0.90 C 62.02
洞底比降 i
0.2
洞宽 B
0.3
洞高 D
0
过水面积 A
0 χ 7
0
0.4
0.020
流量系数m3
R 0.429
n 0.014
1.5
2
3
0.852
【黑色数为输入值，红色数值为计算值】
动能修正系 数α
H0
淹没系数σ
Q计算 14.08
Q设计 5
1.058.80来自0.23755
出口渐变段 ξ 6
Σ ξ
洞底比降 修正系数β i 2
0.2
洞宽B
0.3
洞高D
0
过水面积A
0 χ 7
0.5 R 0.429
1.00 n 0.014
0.020 C 62.02
0.85
上游行近流 速V0
1.5
2
3
0.04
四、淹没压力流涵洞过流能力
淹没压力流涵洞过流计算表
进口损失系 拦污栅损失 闸门损失系 数ξ 1 系数ξ 2 数ξ 3 进口渐变段 出口渐变段损 出口损失系数ξ 4 损失系数ξ 失系数ξ 6
为短洞
一、无压流涵洞过流能力
无压流涵洞过流能力计算表
洞宽B 洞高D 流量系数 m 侧收缩系数ε 进口水深 洞进口内水深 洞底比降 上游行近流 速V0 H hs i
1.5
2
0.36
0.95
8.8
8.77
0.020
0.039
二、半有压流涵洞过流能力
半有压力流涵洞过流能力计算表
流量系数m1 洞身长 L 修正系数β 1 洞底比降 i 进口水深 H 洞宽 B 洞高 D 过水面积 A
箱涵、涵洞半压力流和非淹没压力流水力计算程序
半压力流涵洞计算适用条件：1.2D<H<1.5D,h<D(H为进口水深，D为涵洞高，△Z=a.q2^2/(2g.φ^2.hs^2)-a.q2^2/(2g.hc2^2) 1.093 d1=σ0.hc2-hs-△Z0.880池深差：d1-d0.000 3）消力池长度计算：水跃长度Lj=6.9×(hc2-hc1)20.62斜坡段长度Ls=m×(P+d) 5.64消力池长度：Lsj=Ls+β.Lj21.10三、消力池底板厚度计算1.基本资料消力池进口处的单宽流量q(m3/s.m)17.692上游总水头H0(m) 6.748消力池底板计算系数k1(可采用0.15～0.20）0.15消力池底板安全系数k2(可采用1.1～1.3） 1.2消力池底板的饱和重度γb(kN/m3)24消力池跃前收缩水深hc1(m) 1.912消力池跃后水深hc2(m) 4.900消力池跃前收缩断面流速Vc(m/s)9.253 2.按抗冲要求计算消力池底板厚度t(m)1.02取消力池的底板厚度（等厚）为：t= 1.1 3.按抗浮要求验算消力池底板顶面的水重（水深为跃后水深）：W=γ.hc249.00消力池底板上的脉动压力（跃前收缩断面流速水头的5%）2.18 Pm=0.05γ.Vc^2/(2g)消力池底板底面的扬压力：U=γ(hc2+t)60.00消力池底板安全系数： 2.00抗浮安全系数k2大于1.1～1.3,安全四、海漫长度计算基本资料消力池末端单宽流量qs=Q/B217.692上游总水头T0(m) 6.748海漫长度计算系数ks7当满足： 6.779246595海漫长度：47.45五、海漫长末羰沟槽冲刷深度及防冲槽计算基本资料海漫末端水深hm(m) 3.5沟槽土质允许不冲流速[V0]1渠槽末端宽度Bs(m)6海漫长末端单宽流量qm=Q/Bs7.667海漫长末端沟槽冲刷深度：dm=1.1qm/[V0]-hm 4.933公式来洞计算洞宽B源：《灌溉与适应计算备注例题黄色底纹标记为需要手动输入部分463.5300.002为半压力流 4.70.72.81.05点选进口型式八字墙自动选择0.67自动选择0.744.7+1.05*0.7^2/(2*9.81) 4.7346/(0.67*3.5*(2*9.81*(4.726+0.002*30-0.74*3.5))^0.5) 2.99。
二建必备公式整理
二建必备公式整理【二建必备公式整理】一、引言在二级建造师考试中，公式的掌握和运用至关重要。
准确的公式应用可以帮助考生解决许多实际工程问题，达到高效、准确的计算结果。
本文旨在整理和介绍二级建造师考试中常用的公式，帮助考生快速理解和掌握。
二、强度计算公式1.轴心受压构件稳定系数计算公式：稳定系数C = (1 - λ^(2/3))/(1 - λ^2)，λ表示构件长度与最小侧方寸之积比值。
该公式适用于轴心受压构件的稳定性计算，根据实际工程情况灵活选择。
2.材料强度计算公式：抗拉强度σ = F/A，其中F表示受力，A表示受力面积。
该公式适用于计算材料受力情况下的强度。
三、涵洞设计公式1.涵洞计算公式：涵洞长度L = N*(b+d) + 2*λ，其中N表示墩数，b表示每个墩的宽度，d表示每个墩的间距，λ表示增加的长度（大于0时表示延伸，小于0时表示缩短）。
该公式适用于涵洞长度的计算，考虑了墩的数量和宽度。
2.涵洞水力计算公式：装置涵洞出口水流量Q = C×W×h^(3/2)×L，其中C为单位宽度边坡折减系数，W为涵洞有效规模，h为有效过水深，L为涵洞长度。
该公式适用于涵洞水力计算，可以估算出涵洞的出口水流量。
四、工期计算公式1.固定工期计算公式：总工期T = t1 + t2 + t3 + ... + tn，其中t1、t2、t3...tn为各个工序的所需时间。
该公式适用于固定工期下的工序总计算。
2.流水线工期计算公式：总工期T = L/S，其中L为工程长度，S为每个工序的施工周期。
该公式适用于流水线施工方式下的工期计算。
五、经济评价公式1.投资回收期计算公式：投资回收期 = A/P，其中A为工程净现金流量总额，P为年份。
该公式适用于评估投资项目的回收期。
2.净利润率计算公式：净利润率 = (收入-成本)/收入×100%。
该公式适用于计算项目的净利润率。
六、单位换算公式1.长度换算公式：1米（m）= 100厘米（cm）= 1000毫米（mm）= 0.001千米（km）。
放水涵洞水利计算说明书
放水涵洞水利计算说明书放水洞的水力计算1、闸孔出流计算根据闸孔出流公式计算闸门开度：Q =μ2gH 0式中：Q ——下泄流量，为2.0m 3/s；μ——闸孔出流流量系数，μ=ε2ϕ-ε2取0.62；b——闸孔宽度，为1.2m ； e——闸门开度；H0——闸前水头，为13.02m ；试算得闸门开度e=0.181m时，下泄流量为2.0 m3/s。
（1）涵洞临界底坡 q =3Q 2==1. 67mB 1. 2e其中ψ取0.95；ε2H 02*1. 67h k ==0. 669. 8x k =0. 66⨯2+1. 2=2. 52mA k =0. 66⨯1. 2=0. 79m 2R k =0. 79=0. 31m 2. 5211C k =⨯0. 36=54. 95m0. 01522=0. 0068 i k =220. 79⨯54. 95⨯0. 31i=0. 01>i k =0. 0068根据计算结果，涵洞纵坡大于临界底坡，涵洞为陡坡，按短洞考虑。
（2）涵洞正常水深涵洞正常水深计算公式如下：12(1++m h ) nQ ) h =(m b 1+h b22535oioitHoi涵洞的过水流量Q=2 m3/s,涵洞底板宽度b 本工程取1.2m 。
由以上已知条件可求得: h0=0.57m。
（3）闸孔收缩断面水深计算计算公式：hc=eε=0.62*0.18=0.12m式中：hc──闸孔收缩断面水深；e──闸门开度, 为0.18m ；ε——垂直收缩系数，0.62。
（4）涵洞水面线计算涵洞水面线计算按明渠水面线计算方法计算，采用分段求和法计算。
由于hc ＜h0＜hk ，故洞内水面线型式为c 2型壅水曲线。
因此水面线应从起始端开始向下游计算。
基本公式如下：计算结果见表4-9⎛v i 2⎛⎛v i 2+1⎛h i +⎛- h i +1+⎛ ⎛ 2g ⎛⎛2g ⎛⎛⎛=i -J =∆l（5）波动及掺气水深计算⎛v 2⎛∆ h +2g ⎛⎛⎛⎛∆l深孔闸后洞内无压流的流速很大，一般都要考虑因水流掺气而增加的水深，已得到设计涵洞的高度。
涵洞水力相关计算
系数ξ 2
数ξ 3
0.2
0.3
0
出口损失系数ξ 4
0
进口渐变段 损失系数ξ
出口渐变段损 失系数ξ 6
5
0
0.4
Σξ 0.90
洞宽 B
洞高 D
过水面积 A
χ
R
n
C
1.5
2
3
7
0.429
0.014 62.02
洞底比降 i
0.020
流量系数m3
0.931
【黑色数为输入值，红色数值为计算值】
动能修正系 数α
1.05
H0
1.29
淹没系数σ
0.8017
Q计算 2.65
Q设计 5
进口水深 流量系数
H
m2
1.2 0.666
H0
Q计算
1.28 0.85
Q设计 5
进口水深 出口水深 出口下游过
H
h
水面积A下
1.2
1.2
1.8
上游行近流 速V0
H0
Q计算
1.26 1.28 8.82
Q设计 5
无压流涵洞过流能力计算表
洞宽B
洞高D 流量系数 m
1.5
2Байду номын сангаас
0.36
侧收缩系数ε
0.95
二、半有压流涵洞过流能力
进口水深 洞进口内水深 洞底比降 上游行近流
H
hs
i
速V0
1.2
1.17 0.020 1.263
半有压力流涵洞过流能力计算表
流量系数m1
洞身长 L
修正系数β 1
0.670
21.4
0.74
流域坝系工程涵洞设计
涵洞设计
1）涵洞水力计算
涵洞选取用钢筋砼管，底坡1：100，坝下涵洞为无压流，涵洞的流量按明渠均匀流公式计算：
Ri ωC Q =
式中：Q —涵管流量，m 3/s ；ω—涵洞横断面过水面积，m 2，对于圆形)sin (8
2θθω-=d ； d —管径，m ；θ—水面线与圆心的夹角（当水面线大于半径时大于180°，水面线小于半径时小于180°），
θ以弧度计；C —谢才系数，611R n
C =； R —涵洞横断面的水力半径，m ，圆管)θ
sin θ-
(14d R =，θ以弧度计； i —涵管比降，取1/100；
n —糙率，取0.017。
为检修方便，涵管管径应不小于0.80m ，为了保证洞内水流呈明流状态，涵洞内水深应不大于涵洞总高度的75%。
2）涵洞结构设计
涵管为钢筋混凝土圆形结构，砼管座，为预制安装构件，管接头处采用钢筋混凝土套管连接。
涵管与套管间预留１cm 宽缝隙，用沥青油麻填塞。
为防止涵管壁集中渗流情况，设计延涵洞长每10m 设一道节水环，节水环厚60cm ，伸出洞壁50cm ，涵管基用砼浇筑。
涵管管壁厚12cm ，管垫厚30cm ，管垫肩宽20cm ，。
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K0+438.00涵洞孔径计算（1）选择涵洞孔径 汇水面积：20.432km F = 采用经验公式，设计流量：()2F u -S Q mp p λψ=其中：100S p=，3.261001S K u 71.0p 11=⨯==β，67.01m 76.02===ψλ，，()67.01432.03.2610076.0Q 1001⨯-⨯=m 92.313=设涵洞进水口净高：m 5.2h d ='涵前水深：m 39.287.065.25.287.0h H d =-=∆-'=涵洞宽度：m 46.539.2581.192.31H581.1Q B 2323p =⨯=⨯=选一净跨径m 6L 0=的钢筋混凝土盖板涵，此时涵前实际水深：m 25.2L 581.1Q H 320p=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=因此，进水口水深：m 95.1H 87.0H =='查表5-8，，6h ≥∆则涵洞净高 2.5m m 35.295.156H 56h d ≈=⨯='≥（2）确定c k c k V V h h 、、、此时，临界水深m 45.1H 6435.0==k h 收缩断面水深：m 30.19.0k c ==h h收缩断面流速：m 6V m 4.09134.025.2134.0H V y 2121c =〈=⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛= 临界流速：m 6V m 68.3V 9.0V y c k =〈== （3）计算临界坡度： 水力半径：m 98.045.12645.16h 2B h B P R k k kkk =⨯+⨯=+⨯==ω()max 23234k 2k k 22kk i %356.098.068.3016.0R V n R C V i 〈=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⨯==满足要求，故选取涵洞m 5.20.32⨯-K1+268.00涵洞孔径计算（1）选择涵洞孔径（按25年一遇） 汇水面积：2km 65.1F = 采用经验公式，设计流量：3F CS Q p p λβ=其中：70S p =，42.20701S K u 71.0p 11=⨯==β，67.00.36C 07.13===λβ，，67.007.165.17036.0Q 1001⨯⨯=sm 45.473=设涵洞进水口净高：m 5.2h d ='涵前水深：m 39.287.065.25.287.0h H d =-=∆-'=涵洞宽度：10m m 40.939.2366.145.47H366.1Q B 2323p≈=⨯=⨯=选一净跨径m 10L 0=的拱涵，此时涵前实际水深：m 29.2L 366.1Q H 320p =⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=因此，进水口水深：m 99.1H 87.0H =='查表5-8，，6h ≥∆则涵洞净高 2.5m m 39.299.156H 56h d ≈=⨯='≥（2）确定c k c k V V h h 、、、此时，临界水深m 35.1H 591.0==k h 收缩断面水深：m 22.19.0k c ==h h收缩断面流速：s m 6V s m 4.13134.029.2134.0H V y 2121c =〈=⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛= 临界流速：m 6V m 72.3V 9.0V y c k =〈==（3）计算临界坡度： 水力半径：m 06.135.121035.110h 2B h B P R k k kkk =⨯+⨯=+⨯==ω()max 23234k 2k k 22k k i %328.006.172.3016.0R V n R C V i 〈=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⨯== 满足要求，故选取涵洞m 5.20.52⨯-K3+692.00涵洞孔径计算（1）选择涵洞孔径 汇水面积：20.854m F = 采用经验公式，设计流量：()2F u -S Q mp p λψ=其中：100S p=，3.261001S K u 71.0p 11=⨯==β，67.01m 76.02===ψλ，，()67.01854.03.2610076.0Q 1001⨯-⨯=sm 39.503=设涵洞进水口净高：m 3h d ='涵前水深：m 87.287.063387.0h H d =-=∆-'= 涵洞宽度：8m m 59.787.2366.139.50H366.1Q B 2323p≈=⨯=⨯=选一净跨径m 8L 0=的拱涵，此时涵前实际水深：m 77.2L 366.1Q H 320p =⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=因此，进水口水深：m 41.2H 87.0H =='查表5-8，，6h ≥∆则涵洞净高3m m 89.241.256H 56h d ≈=⨯='≥（2）确定c k c k V V h h 、、、此时，临界水深m 78.1H 6435.0==k h 收缩断面水深：m 60.19.0k c ==h h收缩断面流速：s m 6V s m 4.55134.077.2134.0H V y 2121c =〈=⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛= 临界流速：s m 6V s m 10.4V 9.0V y c k =〈== （3）计算临界坡度： 水力半径：m 23.178.12878.18h 2B h B P R k k kkk =⨯+⨯=+⨯==ω()max 23234k 2k k 22kk i %326.023.11.4016.0R V n R C V i 〈=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⨯==满足要求，考虑甲方排水要求，故选取涵洞m 5.40.42⨯-K4+832.50涵洞孔径计算（1）选择涵洞孔径 汇水面积：2m 598.0F = 采用经验公式，设计流量：()2F u -S Q mp p λψ=其中：100S p=，3.261001S K u 71.0p 11=⨯==β，67.01m 76.02===ψλ，，()67.01598.03.2610076.0Q 1001⨯-⨯=sm 68.393=设涵洞进水口净高：m 2h d ='涵前水深：m 92.187.062287.0h H d =-=∆-'= 涵洞宽度：m 11m 92.1092.1366.168.39H366.1Q B 2323p≈=⨯=⨯=选一净跨径m 11L 0=的拱涵，此时涵前实际水深：m 87.1L 366.1Q H 320p =⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=因此，进水口水深：m 63.1H 87.0H =='查表5-8，，6h ≥∆则涵洞净高2m m 96.163.156H 56h d ≈=⨯='≥（2）确定c k c k V V h h 、、、此时，临界水深m 20.1H 6435.0==k h 收缩断面水深：m 08.19.0k c ==h h收缩断面流速：s m 6V s m 74.3134.087.1134.0H V y 2121c =〈=⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛=临界流速：s m 6V s m 37.3V 9.0V y c k =〈== （3）计算临界坡度： 水力半径：m 99.02.12112.111h 2B h B P R k k kkk =⨯+⨯=+⨯==ω()max 23234k 2k k 22kk i %297.099.037.3016.0R V n R C V i 〈=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⨯==满足要求，考虑甲方排水要求，故选取涵洞m 25.5-2⨯K5+291.00涵洞孔径计算（1）选择涵洞孔径 汇水面积：20.65km F = 采用经验公式，设计流量：()2F u -S Q mp p λψ=其中：100S p=，3.261001S K u 71.0p 11=⨯==β，67.01m 76.02===ψλ，，()67.0165.03.2610076.0Q 1001⨯-⨯=sm 94.413=设涵洞进水口净高：m 0.2h d ='涵前水深：m 92.187.060.20.287.0h H d =-=∆-'=涵洞宽度：m 97.992.1581.194.41H581.1Q B 2323p =⨯=⨯=选一净跨径m 10L 0=的钢筋混凝土盖板涵，此时涵前实际水深：m 92.1L 581.1Q H 320p =⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=因此，进水口水深：m 67.1H 87.0H =='查表5-8，，6h ≥∆则涵洞净高 2.0m m 004.267.156H 56h d ≈=⨯='≥ （2）确定c k c k V V h h 、、、此时，临界水深m 24.1H 6435.0==k h 收缩断面水深：m 12.19.0k c ==h h收缩断面流速：s m 6V m 785.3134.092.1134.0H V y 2121c =〈=⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛= 临界流速：m 6V m 41.3V 9.0V y c k =〈== （3）计算临界坡度： 水力半径：m 99.024.121024.110h 2B h B P R k k kkk =⨯+⨯=+⨯==ω()max 23234k 2k k 22kk i %304.099.041.3016.0R V n R C V i 〈=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⨯==满足要求，故选取涵洞m 0.20.52⨯-。