桥梁设计水文计算
桥梁壅水分析计算
公式（1）：能量型公式⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=∆∑2222Z h h b B g V Z ξα 式中：α——动能校正系数，一般取α=1.1；ξ——过水面积收缩系数，取ξ=0.85-0.95，本次取0.85；B ——无桥墩时水面宽；V ——建桥前断面平均流速；h ——建桥前断面平均水深；△Z ——最大壅水高度；∑b ——建桥后过水断面总宽（河宽减去桥墩总宽）。
该公式主要考虑了建桥前后过水断面宽度变化，而未考虑建桥后对天然河道过水断面减小的影响。
公式中水位壅高值采用迭代法计算。
公式（2）：铁路工程水文勘测设计规范公式)(202V V Z M -=∆η 式中：Z ∆——桥前最大壅水高度（m ）；η——阻水系数；M V ——桥下平均流速（m/s ）； 0V ——断面平均流速（m/s ）。
公式（3）：铁科院曹瑞章公式⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∆2022.m V m V g K Z 式中：V m ——桥下平均流速，V m =K p Q p /A j ；Q p ——设计流量；A j ——桥下净过水面积；K p ——考虑冲刷引起的流速折减系数；K p =1/[1+A(p-1)]P ——冲刷系数，取P=1.0；A ——河床粒径系数，A=0.5×d 50-0.25;d 50——桥下河床中值粒径，mm ；V 0m ——天然状态下平均流速，V 0m =Q 0m /A 0m ；Q 0m ——天然状态下通过的设计流量；A 0m ——桥下过水面积；K ——壅水系数，K=2/(V m /V 0m -1)0.5；g ——重力加速度。
其它符号同公式（1），该公式考虑建桥后河道过水面积影响，并考虑了建桥后流速增加对河床冲刷的影响。
公式（4）：铁科院李付军公式()g V KV R Z OM M 21182.122--=∆式中：V m ——桥下平均流速，V m =Q/A J ；Q ——计算流量；A J ——扣除桥墩和桥台阻水面积后的桥下净过水面积；V 0m ——计算流量时建桥前桥孔部分天然状态下平均流速，V 0m =Q 0m /A 0m ； Q 0m ——计算流量时建桥前从桥孔部分通过的流量；A 0m ——计算流量时建桥前桥孔部分天然过水面积；R ——考虑桥墩和桥台影响的反映桥孔压缩程度的系数，R= V m / V 0m ； K ——考虑冲刷影响的流速（动能）折减系数，取K=0.9。
桥涵水文分析计算
桥涵水文分析与计算一、概述桥涵水文分析与计算，包括河流水文资料的调查搜集整理与计算，推求出我们桥涵所需要的设计水位和流量，拟定出桥长孔径、桥高和基础埋设深度。
由于桥位所处的地理位置不同以及其它复杂因素，包括天然的和人为因素如潮汐、泥石流、修水库、开挖渠道等。
我们调查搜集洪水流量的计算方法各有不同。
水文计算从大的方面来分：有水文（雨量）观测资料和无水文观测资料的水文计算。
从各河段特殊情况的不同又可分为，有水库的水文计算，倒灌河流的水文计算，平原或者山丘区的水文计算，还有潮汐河段、岩溶河段、泥石流河段等。
不同情况的河流我们要有针对性的调查，搜集有关资料调查搜集资料很辛苦，跑路多收效有时还很小，但工作必需要做，要有耐心。
需要调查搜集的资料综合起来有：水系图，县志和水利志、地形图、形态断面、水文站（气象站）资料水库资料，倒灌资料、河道演度、河床淤积、雨力资料、洪水调查及比降的测量，原有桥涵的调查等，通过调查为下步洪水设计流量提供有关参数。
另外还要进行地质地貌调查，有些设计流量的计算参数也和土的颗粒组成、土壤的分类、密实度吸水率熔洞泥石流等有关，有的与设计流量无关，但与桥的安全性有关如土体稳定性、山体滑坡、湿陷性黄土软土地基等，一般野外采用看挖钻的方法，下面介绍一下土壤分类的一般常识，分为三类：1.粘性土：塑性指数p I >1 亚砂土或轻亚粘土1<p I ≤7； 亚粘土 7<I ≤17； 粘土 p I ≥17；塑性指数p I =l W （液限）－p W （塑限）；而粘性土壤的状态用液性指数（即稠度系数）l I 分为四级，l I =pl p o w w w w --；o W —天然含水量；l I <0为坚硬半坚硬 标贯>3.5； 0≤l I <0.5为硬塑 标贯>－3.5； 0.5≤l I <1为软塑 标贯<－7；l I ≥1 为极软 标贯<2；淤泥是极软状态的粘性土，其含水量接近或大于液限，对于孔隙比大于1的轻亚粘土或亚粘土和孔隙比大于1.5的粘土均称淤泥。
桥梁水文基础资料计算
3.1流域概况 桥址两端桥台地处山地丘陵，跨越水田和小路，沿丘陵坡角展布，地势起伏 不大，桥位区地面标高约291.6～309.1m，经计算水文断面汇水面积为0.993km2。 3.2 流量计算 3.2.1 全国水文分区经验公式 （1）、确定全国水文分区、计算参数： 本桥位通过查阅全国水文分区流量参数计算表，确定本桥位于全国水文分区
—洪水传播影响洪峰流量的折减系数，可查附录B表B-11；
—流域内降雨不均匀影响洪峰流量的折减系数，可查附录B表B-12； —湖泊或小水库调节作用影响洪峰流量的折减系数，可查附录B表B-13。 2.2 水位计算方法
式中： R —水力半径（m）；
n —糙率； i —洪水比降； Q 、Q —河槽与河滩的流量（m3/s）； A 、A —河槽与河滩过水断面面积（m2）； V 、V —河槽与河滩断面平均流速（m/s）。 2.3 桥长计算方法
式中： L —桥孔最小净长（m）； Q —设计流量（m3/s）； Q —河槽流量（m3/s）； B —河槽宽度（m）； K 、n —系数及指数根据规范取值。 2.4 冲刷计算方法 1、一般冲刷 对于河床，
对于河滩，
式中： h —桥下一般冲刷后的最大水深（m）； Q —河槽部分通过的设计流量（m3/s）； Q —天然状态下桥下河滩部分的设计流量（m3/s）； B —河槽部分桥孔过水净宽（m），当桥下河槽能扩宽至全桥时，即为全桥 桥孔过水净宽； B —造床流量下的河槽宽度（m），对复式河床可取平滩水位时河槽宽度； —水流侧向压缩系数，应按表7.3.1-1 确定； h —桥下河槽最大水深（m）； h —桥下河槽平均水深（m）； A —单宽流量集中系数；当A >1.8 时，可采用 1.8； H —造床流量下河槽的平均水深（m），对复式河床可取平滩水位时河槽 平均水深； E —与汛期含沙量有关的系数； d —河槽泥沙平均粒径（mm）； B —河滩部分桥孔净长（m）； h —桥下河滩最大水深（m）； h —桥下河滩平均水深（m）； v —河滩水深1m 时非黏性土不冲刷流速（m/s）； 2、墩台局部 利用65-2 公式计算墩台局部冲刷，公式介绍如下： 对于河床，
公路桥梁中的水文计算研究
一
、
％， ％。 根据给定 的水文计 算 断面的基 本计 算数 据计算 出相 应水 误差不超过５ 电算 不超 过ｌ 文断面的一些水力 因素称为形态断面的计 算。 形态断面计算首
先要 收集水文计算 断面地 形资料， 算出河槽 河滩的宽度 、 计 深 为了确定高速公路的路面高程， 根据 《 公路桥位勘测设计 度、 水流 速度进而计算 出河槽流 量河 滩流量等 。 由历史洪水位 规范》（Ｔ０ ２９ ） 高速公路特大桥按１ ０ 频率标准、 ＪＪ６— １ ， ／０ ３ 大中 推算相应 的洪水流量的计算步骤如下： 桥按 １１０ ／ 频率 标准 进行 设计。 ０ 因此 ， 必须推 求沿 线桥位 的设 （ ） 一 形态断面的选择 计流量与设计 水位 。 形态断 面的选择可参考如下标准 ： （ ） 一 设计流量的计算方法 １处于近似均匀流的河段上 ， ． 一般要求河道顺 直， 流通 水 桥 涵设 计 流量 的推算 ， 应按 《 公路 桥位 勘察设 计规 范 》 畅， 河床稳 定， 河滩较小 ， 河滩与河槽 的洪水流 向一致 ， 并且无 （Ｔ０ ２９ ） ＪＪ６—１ 的要求 ， 根据所 掌握 的资 料情况 ， 择适当的计 选 河湾、 河汊 、 沙洲 等阻塞水流的现象 。 算方法。目前， 于大、 对 中河流 ， 具有足够的实测流量资料 时， ２ 尽量靠近调查 的历史洪水位 ， ． 但距桥位也不宜过远 。 形态 主要 采用数 理统计 法 （ 水文 统计法 ） 而缺 乏实 测资 料时， ， 则 断面与桥位断面之间， 应无支流汇人， 又无分流或壅水现象。 多采用 间接方 法或 经验公 式计 算 ， 若具 有足够 的实测暴雨 资 ３ 形态 断面必须垂 直于洪水 流向 ， ． 形态 断面的形 状应尽 料 时， 也可 以利 用暴 雨资料 ， 通过 成 因分析 ， 行计 算 ； 进 同时 量符 合洪水 发生时 的实际情 况 ， 同时根 据 调查资料对 河道 变 “ 可能最大暴雨与洪水” 的计算方法， 也是今后推求暴雨洪水 迁及河床冲淤作了定量估计， 在断面图上适当修正。 流量的重要途径。 汇流计算有三种方法： 丘陵山区小汇水面 （ ） 二 水文断面的流速 、 流量计算 积采用推 理公式法 ， 平原 地 区采用 总人 流槽 蓄演算法 ， 并用瞬 水文 断面的平均流速 ， 可用谢 才一 满宁公 式计算： 时单位线法对 山丘 、 平原 区的暴 雨洪水资料进行 了全面的分析 ｖ ｚｆｚ ： ／ ｌ ， （） １ 计算。 几种方法计算时基本采用统一的资料， 可以得到相互验
高速公路跨江大桥的水文计算分析
高速公路跨江大桥的水文计算分析摘要：高速公路设计中，桥涵水文计算是桥梁设计的主要工作之一，它是在实地调查和勘测的基础上，运用水文统计法和水力学公式计算出设计洪水位和设计流量，由此推算出桥孔孔径、墩台冲刷深度和桥面标高等。
作为一个桥涵设计工作者，只有了解水文计算的整个过程，才能够对其进行详细、准确的分析。
本文以广东省潮惠高速公路为背景，对水唇榕江特大桥桥位处进行水文计算分析，供相关设计人员参考。
关键词：桥梁设计；水文计算；设计流量；设计水位；孔径；冲刷中图分类号：u442.5+9文献标识码：a文章编号：项目背景广东省潮州至惠州高速公路位于广东省的东翼地区。
项目所在区域主要河流分别为榕江、螺河及其支流，榕江为潮汕第二大河流，由南、北两河汇合而成。
路线分别于揭西县大溪镇井美新寨、陆河县水唇镇黄塘村跨越榕江。
本文即以水唇榕江特大桥为例，详细介绍桥梁水文计算的过程及要点。
流量计算目前，对于大、中河流，具有足够的实测流量资料时，主要采用数理统计法（水文统计法），而缺乏实测资料时，则多采用间接方法或经验公式计算，若具有足够的实测暴雨资料时，也可以利用暴雨资料，通过成因分析，进行计算。
水唇榕江特大桥桥位处汇水面积为173.5 km2，不能采用《公路工程水文勘测设计规范（jtgc30-2002）》等规范来计算该河设计流量。
因此本桥位处计算该河流量采用《广东省暴雨径流计算差算图表使用手册》中推理公式法（1988年修订）。
2.1基本资料集水区域工程特征:汇水面积f=173.5km2,干流长度l=26.89km,河床坡降j=0.0045,集水区域特征参数θ=l/j1/3=162.87,洪水频率p=1/300。
本工程集水区域位于《广东省暴雨径流查算图表》分区的粤东沿海，应采用粤东沿海设计雨型。
暴雨高区αt～t～f关系图。
广东省分区产流参数，取“粤东沿海，珠江三角洲区”。
大陆地区推理公式(1988年修订)汇流参数m～θ关系，取“大陆山区”曲线。
桥梁水文计算
经验公式Ⅱ： Qp C S p F 3
其中：QP：规定频率为 p 时的洪峰流量（m3/s）； C、β、λ3：系数，查《公路桥涵设计手册—桥位设计》表 4-4-8 得 C =0.16, β=1.14, λ3=0.74； F：汇水区面积（km2）。
Q：调查得的已知频率时的某一历史洪峰流量或多年平均洪峰流量（m3/s）；
Q：当调查到的历史 洪水位处于水面比降均一、河道顺直、河床断面较规整
的稳定均匀流河段时，可按公式：Q Acc Att 其Ac、中A：t：河c 槽n1、c R河c32 滩I 12 过水面t 积n1（t Rmt322I）12： c 、t ：河槽、河滩平均流速（m/s）： Nc、Nt：河槽、河滩糙率： Rc、Rt：河槽、河滩水力半径(m)，当宽深比大于 10 时，可用平均水深；
计算，取较接近值。
④有可靠的历史洪水位调查资料，采用形态调查法。
3、全线大中桥流域面积
流域面积在 1：50000 及 1：10000 的地形图上勾绘出汇水区范围，然后再以
图形法求算面积。
表 3-1 各大中桥的汇水面积
序号 1
中心桩号 ZK6+968.5/ K6+986.5
工点名称 中桥
流域面积 F（km2）
公式： QP
0.278 ( SP n
)F
其中， Qp：规定频率为 p 时的洪峰流量（m3/s）； SP：频率为 P 的雨力（mm/h），查四川省雨力（mm/h）等值线图； F：汇水面积（km2）；
n：暴雨递减指数；
τ：汇流时间（h）；
μ：损失参数（mm/h）；
对南方地区：
K4
L I
桥梁计算书(含水文、荷载、桩长、挡墙的计算)
年河桥梁计算书（含水文、荷载、桩长、挡墙的计算）**本计算书中包括桥涵水文的计算、恒荷载计算、活荷载计算桩长、以及挡墙的计算。
荷载标准：公路Ⅱ级乘0.8的系数桥面宽度：净4.5+2×0.5m跨度：13孔×13m1、工程存在问题年河桥位于长江下游1000m处，建于1982年，为钢筋砼双排架式桥墩，预制拼装型板梁桥面，17孔，每跨8.85m。
总长150.45m，宽5.3m。
该桥运行20多年，根据***省水利建设工程质量监测站检验测试报告检测结果如下：（1）桥墩A．桥墩基础桥墩基础为抛石砼，设计强度等级为150＃，钻芯法检测砼现有强度代表值为16.4MPa。
B．排架立柱及联系梁立柱设计强度等级为200＃，超声回弹综合法检测砼现有强度代表值为14.0～18.3MPa。
联系梁设计强度等级为200＃，超声回弹综合法检测砼现有强度代表值为14.7MPa。
立柱外观质量总体较差，局部区域麻面较重。
立柱砼碳化深度最大值为31mm，最小值为5mm，平均值为14mm。
立柱钢筋保护层实测厚度为20mm，钢筋目前未锈，但碳化深度平均值已接近钢筋保护层厚度。
通过普查，全桥64根立柱中有12根35处箍筋锈胀外露，有6处联系梁主筋外露。
C．盖梁盖梁设计强度等级为200＃，超声回弹综合法检测砼现有强度代表值为17.4～21.5MPa。
盖梁外观质量一般，梁体砼总体感觉较疏松。
盖梁砼碳化深度最大值为24mm，最小值为9mm，平均值为18mm。
，盖梁主筋侧保护层实测厚度为9～13mm，底保护层实测厚度29～42mm，砼碳化深度已超过钢筋侧保护层厚度，盖梁主筋已开始锈蚀。
通过普查，全桥32根盖梁中共有14根15处主筋锈蚀膨胀，表层砼脱落，主筋外露，长度15～70cm；有28处箍筋锈胀外露。
（2）T型梁T型梁设计强度等级为200＃，每跨中间两根T型外观较好，两边T型梁外观较差。
T型梁砼碳化深度最大值为20mm，最小值为7mm，平均值为14mm。
桥梁受力水力计算
桥梁受力水力计算摘要：1.桥梁受力水力计算的背景和意义2.桥梁受力水力计算的基本原理3.桥梁受力水力计算的具体方法和步骤4.桥梁受力水力计算在实际工程中的应用和案例分析5.桥梁受力水力计算的发展趋势和挑战正文：桥梁受力水力计算在桥梁设计和施工中具有重要的意义。
随着我国交通事业的快速发展，对于桥梁工程的要求也越来越高，桥梁的安全性、稳定性和耐久性成为设计和施工的关键因素。
桥梁受力水力计算是评估桥梁承载能力和安全性的重要手段之一。
本文将从桥梁受力水力计算的背景和意义、基本原理、具体方法和步骤、实际工程应用以及发展趋势等方面进行介绍。
一、桥梁受力水力计算的背景和意义随着我国基础设施建设的快速发展，桥梁工程在交通运输、水利、城市建设等领域中发挥着日益重要的作用。
桥梁受力水力计算作为桥梁工程的一个重要环节，对于保证桥梁的安全稳定运行至关重要。
通过对桥梁受力水力进行计算，可以评估桥梁在各种受力条件下的承载能力和安全性，为桥梁设计和施工提供科学依据。
二、桥梁受力水力计算的基本原理桥梁受力水力计算是基于流体力学和结构力学的原理，分析河流中水流对桥梁产生的各种受力。
主要包括以下几个方面：1.水流对桥梁产生的静水压力2.水流对桥梁产生的动水压力3.水流对桥梁产生的冲击力4.桥梁结构自重和活载引起的内力三、桥梁受力水力计算的具体方法和步骤桥梁受力水力计算的具体方法和步骤主要包括以下几个方面：1.收集和分析水文资料，确定设计洪水标准2.建立桥梁受力分析模型，包括桥梁结构模型和水流模型3.计算水流对桥梁产生的各种受力4.评估桥梁的承载能力和安全性5.根据计算结果，提出桥梁设计和施工的优化方案四、桥梁受力水力计算在实际工程中的应用和案例分析桥梁受力水力计算在实际工程中具有广泛的应用。
例如，在长江大桥、黄河大桥等大型桥梁工程的设计和施工过程中，都需要进行详细的受力水力计算，以确保桥梁的安全稳定运行。
通过对实际工程案例的分析，可以发现桥梁受力水力计算在桥梁工程中的重要作用。
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一、设计洪水流量计算
1、已知资料
该桥上游流域面积2.607KM2，桥址以上干流长度2.40KM（见地形图附后），河道干流坡降0.03464，该河道上游为山区，下游则为丘陵区。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SK252-2000，该河道应按20年一遇洪水设计。
2、根据水文图集，该流域多年平均降雨量682毫米，多年平均24小时降雨量120毫米，
最大年降雨1466毫米。
流域特性参数K=L/J1/3×F2/5=2.40/0.250×1.467=6.571Cv=0.62。
3、20年一遇KP=2.24，H24均=120mm，
20年一遇H24均=120×2.24=268.8，
根据q m-H24-K曲线查得q m=14.0M3/S,
二十年一遇的最大洪峰流量Q=q m×F=14.0×2.40=33.6M3/S,
4、50年一遇KP=2.83，
50年一遇H24均=2.83×120=339.6，
Qm=23.5M3/S
五十年一遇的最大洪峰流量Q=23.5×2.40=56.4M3/S,
二、桥孔的宽度确定
按无底坎宽顶堰计算桥孔过水能力，按水深1.2米，进行计算宽度B
B=Q/1.5H3/2=33.8/1.5×1.23/2=20.0米
设计过水断面宽30-1.2×2=27.6米。
50年一遇校核水深H=[56.4÷(1.5×27.6)]2/3=1.59米。
三、冲刷计算
1、一般冲刷按以下公式计算
h p=(AQ S/UL j Ed1/6)3/5h max/h cp
式中h p桥下河槽一般冲刷后最大水深（m）
Q s设计流量为56.4m3/s
L j桥孔净长27.6m
h max计算断面下河槽的最大水深=1.8m
h cp计算断面桥下河槽的平均水深=1.2m
d河床泥砂的平均粒径d=3mm
μ压缩系数μ=0.850
E与汛期含砂量有关的参数E=0.66
A为单宽流量集中系数A=(B1/2/H)0.15=(91/2/1.2)0.15=1.15
h p=(AQ S/UL j Ed1/6)3/5h max/h cp=[1.15×56.4/(0.850×27.6×0.66×31/6)]3/5×1.8/1.2=3.17(m)
2、局部冲刷
采用公式：V=V z=Ed1/6Hp2/3=0.66×31/6×3.172/3=1.71(m/s)
V0=(h p/d)0.14[29d+0.000000605(10+h p)/d0.72]1/2=(3.17/0.003)0.14×[29×0.003+0.000000605×（10+3.17）、0.0030.72]1/2=0.78（m/s）
1
V=0.75(d/h p)0.1(V0/Kξ)=0.75×(0.003/3.17)0.1×(0.78/0.98)=0.30(m/s)
Kξ为墩型系数。
V＞V0 采用h b=KξKη1B0.6(V0－1
V)(V/V0) η1
K η1= 1
1220.4 1.90.4 1.92.160.11 2.160.11 1.18633d
d ⎛⎫⎛⎫+=+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ η1= ()0.150.150.230.2d 01
10.78V 1.67V 0.80⨯==⎛⎫
⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
h b =K ξK η1 0.61B V 0－10V )(V/V 0) η1 =0.98×1.186×1.20.6×(0.78－0.30) ×
(1.71/0.78)0.78=1.15(m)
总冲刷深度：h s =h p +h b =3.17+1.15=4.32m ，
墩台最低冲刷线标高：H m =H s －h s =52.8－4.32=48.48m
五、定型设计及结论
一般冲刷标高52.8－3.17=49.63m
局部冲刷标高52.8－4.32=48.48m
根据地质条件，需做桥底铺砌，上35厘米M7.5砂浆浆砌片石，下铺砌15厘米砂砾垫层以防止对基底冲刷。
根据《桥规》规定：铺砌顶应距基础底至少1m 。
综合以上计算：该桥采用正交桥，定为3空10m 钢筋混凝土现浇板桥，下部实体式桥墩、台，基础扩大基础。
桥面板长30米，宽度30米，水泥砂浆砌石桥墩，简支混凝土空心面板，共3孔，每孔至中长10米，桥面高程55.85米，河底高程53.00米，上下游采用扭坡与原河堤连接，河道边坡1.50。