放水涵洞水利计算说明书
涵洞水力计算书
涵洞水力计算书项目名称_____________日期_____________设计者_____________校对者_____________一、示意图：二、基本设计资料1．依据规范及参考书目：武汉大学水利水电学院《水力计算手册》（第二版）中国水利水电出版社《涵洞》（熊启钧编著）2．计算参数：计算目标: 已知设计流量、洞身高度、进、出口水深，确定洞身宽度。
进口型式: 八字墙。
设计流量Q = 40.000 m3/s洞身形状：矩形洞身高度D = 4.000m洞身长度L = 30.000m 纵坡i = 0.0020糙率n = 0.0140 上游行近流速V = 0.700m/s进口水深H = 4.050m出口水深h = 3.500m流量系数m = 0.360 侧收缩系数ε= 0.950进口损失系数ξ1 = 0.200 拦污栅损失系数ξ2 = 0.000闸门槽损失系数ξ3 = 0.000 出口损失系数ξ4 = 1.000进口渐变段损失系数ξ5 = 0.200 出口渐变段损失系数ξ6 = 0.300三、计算过程采用试算，拟定洞身宽度B = 3.460m进行流量计算。
1．判断流态：进口水深与洞高之比H/D = 4.050/4.000 = 1.013 < 1.2，同时因下游水深h = 3.500m < 洞高D = 4.000m，因此判定流态为无压流。
无压流洞身水面以上净空面积与洞身横断面面积的比值(D-h)/D = 0.125，不小于10%～30%，满足要求。
当洞高D>3.0m时，无压流洞身净空高度D-h = 0.500m ≥0.5m，满足要求。
洞长L = 30.00m < 8H = 8×4.05 = 32.40m，按无压流短洞计算。
2．计算公式无压流短洞流量计算公式:Q = σ×ε×m×B×(2g)0.5×Ho3/2<式1>3．流量计算<式1>中包括行近流速水头在内的进口水深Ho = H+α×V2/(2g)Ho = 4.050+1.05×0.7002/(2×9.81) = 4.076m进口内水深hs = h-i×L = 3.500-0.0020×30.00 = 3.440m当hs/Ho = 3.440/4.076 = 0.844 > 0.72时，<式1>中淹没系数σ计算公式如下: σ = 2.31×hs/Ho×(1-hs/Ho)0.4σ = 2.31×3.440/4.076×(1-3.440/4.076)0.4 = 0.927Q = 0.927×0.950×0.360×3.460×(2×9.81)0.5×4.0763/2= 40.003 m3/s4．计算成果分析无压流进口洞身水面以上净空面积与洞身横断面面积的比值(D-hs)/D = 0.140，不小于10%～30%，满足要求。
涵洞计算书1
新沭河治理工程大浦第二抽水站引水涵洞工程计算书[初步设计阶段]审核：校核：计算：中水淮河工程有限责任公司2007年1月目录一水力计算 (2)1涵洞过水流量验算 (2)1.1 计算任务 (2)1.2 计算条件和依据 (2)1.2.1 计算条件 (2)1.2.2 设计依据 (2)1.3 计算过程 (2)1.3.1 计算流量系数m (2)1.3.2 判别长洞或短洞 (3)1.3.3 计算公式 (3)1.3.4 计算淹没系数σ (3)1.3.5 验算流量 (3)2、涵洞消能计算 (3)2.1计算任务 (3)2.2计算条件和依据 (3)2.3计算过程 (4)二稳定计算 (5)0.1计算任务 (5)0.2计算条件和依据 (5)0.2.1计算条件 (5)0.2.2设计依据 (6)1涵洞第二节洞身（控制段） (6)1.1计算过程 (6)2 清污机室整体稳定计算 (12)2.1计算过程 (12)3上游翼墙2-2断面 (16)3.1计算过程 (16)4 下游翼墙1-1断面 (21)4.1计算过程 (21)三、地基基础计算 (26)1、地质参数 (26)2、基础计算 (27)2.1涵洞控制段 (27)2.2涵洞进口段 (28)2.3清污机室 (29)2.4上游第一、二节翼墙 (30)2.5下游第一节翼墙 (30)2.6下游第二节翼墙 (31)四、涵洞结构内力计算 (31)一水力计算1涵洞过水流量验算计算任务大浦二站引水涵洞考虑结合一站原涵洞扩建，原涵洞设计流量40 m3/s,扩建后设计流量为100 m3/s,通过初拟扩建后涵洞的总尺寸进行流量验算。
计算条件和依据1.1.1计算条件（1）初拟尺寸：原涵洞长18m，涵洞3孔截面净尺寸3.6×3.35（宽×高），洞底坡降0.5%；新建涵洞长18m，3孔截面净尺寸3.6×3.35（宽×高），洞底坡降0.5%。
上游河道河底拓宽至47m，涵洞进口为圆弧翼墙，r=13m。
涵洞流量水文分析计算书(四川盆地)
式Q p=1.2KF n3/s）；4、参考《公路排水设计规范》3-0-1公式推算流量：Q p=16.67ψq p,t F3/s）；2；<10km2）涵洞水文分析计算书二、设计流量计算1、径流形成法是以暴雨资料为主推算小流域洪水流量的一种方法，目前公路部门普遍使用的一种计Q p=ψ(h-z)1.5F0.8βγδ3/s）；一、项目概况本项目路线起点（K0+000）位于保家镇场口接319国道（近重庆彭水工业园区），终点（K14+982.337）位于乔梓乡场口，路线长度14.975公里。
本项目无桥梁工程；有新建涵洞501米/52道，平均每公里3.47道。
算方法。
按《公路涵洞设计细则》6.2.2泾流成因简化公式推算流量：2；时）3/s）；2；Q p=CSF2/3；当汇水面积<3km2时,Q p=CSF——相应于设计洪水频率的一小时降雨量，可向当地雨量站了解；4.9m 3/s式1.9L 0=B= 1.9H 实=#####（m）h d =0.87H 实=1.20（m）#####（m）2）；由《公路涵洞设计细则》（JTG/T D65-04-2007）表4.3.7查得，无压力式涵洞净空高度h d （m）3/s）；选一孔H=L=深：（Q p /1.581/B）^2/3=参考公路桥涵设计手册《涵洞》第五章第四节第式5-28可得，涵洞进水口水深：从涵前水深H至进水口水深H'的降落系数取0.87；结论：MaxQ p =2；三、涵洞孔径选择（初步拟定尺寸）参考公路桥涵设计手册《涵洞》第五章第四节第5-33简化公式计算所需的涵洞净宽：B=Q p ×（1.581×H 1.5）-1临界流状态计算：则涵洞净高H 0≥H 实+h d =因此根据现场实际勘测、涵洞孔径选择计算、填土高度,初拟孔径涵洞尺寸满足要求。
四、涵洞孔径验算1、根据以上初拟孔径，按《公路涵洞设计细则》（JTG/T D65-04-2007）第7.2.1条进行涵洞孔径验算；本涵为无压力式涵洞，按下列公式验算涵内流速、水深、和涵前壅水位。
涵洞水文计算
水文计算书一、计算公式本路段各桥涵处汇水面积F≤30km2，根据《涵洞设计细则》径流形成法计算。
计算公式如下：Q p＝Ψ（h-z）3/2F4/5βγδQ p——规定频率为P％时的雨洪设计流量；Ψ——地貌系数；h——径流厚度；z——被植物或坑洼滞留的径流厚度；F——汇水面积；β——洪峰传播的流量折减系数；γ——汇水区降雨量不均匀的折减系数；δ——小水库调节作用影响洪峰流量的折减系数；二、典型桥涵处水文计算：1、k3+685涵洞处：设计洪水频率1/100。
汇水面积在1：10000地形图上勾划，F＝5.6km2，汇水区内水库面积f＝1.7 km2。
主河沟平均坡度3.8‰，属平原地形，地貌系数取值0.07。
汇水面积重心至桥涵的距离L＝2.5km，洪峰传播折减系数为0.925。
水库湖泊所占面积30％，折减系数δ为0.91。
暴雨分区为第5区。
降雨不均匀折减系数为1。
汇水区内分布有水稻土（约30％）、粘土（约30％），壤土（约40％），表土吸水类属为I、II、III类。
径流厚度h＝56×0.3+48×0.3+46×0.4＝49.6，取50。
汇水区内为中等稠度林和水平带梗的梯田，被植物或坑洼滞留的径流厚度z取25。
Q p＝Ψ（h-z）3/2F4/5βγδ＝0.07×（50-25）^1.5×5.6^0.8×0.925×1×0.91＝29.22（m3/s）查公路道路设计资料集——《涵洞》，净跨径3.4×净高3.4的钢筋砼盖板涵泄水能力Q＝31.59（m3/s），为统一跨径，且该处河沟宽4m，深2.5m，故设1-4×3.5涵洞排洪。
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
桥涵洞水文计算书【范本模板】
省道202线泾川至渗水坡（甘陕界）段第二合同段桥涵水文计算深圳高速工程顾问有限公司二○○九年1、综述本项目所在地深居内陆，属高原性大陆气候，高寒湿润气候区.其气候特点是高寒，冬季漫长、春秋季短促，无夏季;湿润,光照不足,降温频繁.年平均气温4.5℃,最热月7月，平均13。
2℃，最冷月1月，平均-8.4℃。
降水量：年平均降水量499.7-634，年降水量的季节分配很不均匀,夏季最多，占年降水量的50%以上，次为春秋两季，分别占年降水量的22％和26%，冬季最少,只占年降水量的1.4%-2.0%。
蒸发量：项目区内降水量充沛，空气湿润，蒸发量不大，约为1200mm，一年中冬季蒸和春末夏初蒸发量小，7月份蒸发量大。
冻土：从11月下旬开始进入冻结期，大地开始封冻，随着温度不断下降，冻土深度逐渐加深.最大冻土深度为146cm，次年4月下旬开始解冻。
风向：一年中盛行东风，东北风次之，平均风速1.6m/s.在全国公路自然区划中属河源山原草甸区（Ⅶ3)。
沿线地下水较为发育,小溪纵横.沿线地表水及地下水较为丰富,水质良好,对施工用水的开采非常有利，但由于路线所经的部分地段地下水埋藏较浅，对公路路基及构造物造成一定的不利影响，需采取有效的工程措施以降低地下水的影响.本项目对全线小桥及涵洞进行水文计算,最后确定其孔径.2、参阅文献及资料1、《公路工程水文勘测设计规范》(JTG C30—2002)2、《公路涵洞设计细则》（JTGTD65—04-2007）3、《公路桥位置勘测设计规范》4、《公路小桥涵设计示例》—-刘培文等编。
5、《公路桥涵设计手册（涵洞）》6、《桥涵水文》——张学龄3、涵洞水文计算该项目水文计算共采用三种不同的方法进行水文计算,通过分析比较确定流量。
方法1：交通部公路科学研究所暴雨径流公式推算设计流量；方法2：交通部公路科学研究所暴雨推理公式推算设计流量；方法3：甘肃省地区经验公式；（1）、交通部公路科学研究所暴雨径流公式：βγδφ5423)(FzhQp-= (F≤30Km2)pQ——规定频率为p时的洪水设计流量（m3/s）φ—-地貌系数，根据地形、汇水面积F、主河沟平均坡度决定h ——径流厚度（mm)Z --被植被或坑洼滞留的径流厚度（mm）F —-汇水面积（Km2）β -—洪峰传播的流量折减系数γ -—汇水区降雨量不均匀的折减系数δ——湖泊或小水库调节作用影响洪峰流量的折减系数参数取值：F: 根据1：10000地形图,在图上勾出汇水区。
涵洞力学计算书很全面
2米净跨径.686米填土暗盖板涵整体计算一.盖板计算1.设计资料汽车荷载等级：城-B级；环境类别：Ⅱ类环境；净跨径：L0=2m；单侧搁置长度：0.35m；计算跨径：L=2.3m；填土高：H=.686m；盖板板端厚d1=30cm；盖板板中厚d2=30cm；盖板宽b=0.99m；保护层厚度c=4cm；混凝土强度等级为C30；轴心抗压强度f cd=11.73Mpa；轴心抗拉强度f td=1.04Mpa；主拉钢筋等级为HRB400；抗拉强度设计值f sd=330Mpa；主筋直径为20mm，外径为22mm，共11根，选用钢筋总面积A s=0.003456m2盖板容重γ1=25kN/m3；土容重γ2=21kN/m3根据《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005)中7.0.6关于涵洞结构的计算假定：盖板按两端简支的板计算，可不考虑涵台传来的水平力2.外力计算1) 永久作用(1) 竖向土压力q=γ2·H·b=21×.686×0.99=14.26194kN/m(2) 盖板自重g=γ1·(d1+d2)·b/2/100=25×(30+30)×0.99/2 /100=7.43kN/m2) 由车辆荷载引起的垂直压力（可变作用）根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中4.3.4的规定：计算涵洞顶上车辆荷载引起的竖向土压力时，车轮按其着地面积的边缘向下做30°角分布。
当几个车轮的压力扩散线相重叠时，扩散面积以最外面的扩散线为准根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中4.3.1关于车辆荷载的规定：车辆荷载顺板跨长L a=0.2+2·H·tan30=0.2+2×.686×0.577=0.99m车辆荷载垂直板跨长L b=1.9+2·H·tan30=1.9+2×.686×0.577=2.69m车轮重P=280kN车轮重压强Lp=P/L a/L b=280/0.99/2.69=104.83kN/m23.内力计算及荷载组合1) 由永久作用引起的内力跨中弯矩M1=(q+g)·L2/8=(14.26+7.43)×2.32/8=14.34kNm边墙内侧边缘处剪力V1=(q+g)·L0/2=(14.26+7.43)×2/2=21.69kN2) 由车辆荷载引起的内力跨中弯矩M2=p·L a·(L-L a/2)·b/4=104.83×0.99×(2.30-0.99/2)×0.99/4=46.44kNm边墙内侧边缘处剪力V2=p·L a·b·(L0-L a/2)/L0)=104.83×0.99×0.99×(2.00-0.99/2)/2.00=77.43kN3) 作用效应组合根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中4.1.6关于作用效应组合的规定：跨中弯矩γ0M d=0.9(1.2M1+1.4M2)=0.9×(1.2×14.34+1.4×46.44)=74.00kNm边墙内侧边缘处剪力γ0V d=0.9(1.2V1+1.4V2)=0.9×(1.2×21.69+1.4×77.43)=120.98kN4.持久状况承载能力极限状态计算截面有效高度 h0=d1-c-2.2/2=30-4-1.100=24.9cm=0.249m1) 砼受压区高度x=f sd·A s/f cd/b=330×0.003456/11.73/0.99=0.098m根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中5.2.1关于相对界限受压区高度ξb的规定:HRB400钢筋的相对界限受压区高度ξb=0.53。
桥涵洞水文计算书
省道202线泾川至渗水坡（甘陕界）段第二合同段桥涵水文计算深圳高速工程顾问有限公司二○○九年1、综述本项目所在地深居内陆，属高原性大陆气候，高寒湿润气候区。
其气候特点是高寒，冬季漫长、春秋季短促，无夏季；湿润，光照不足，降温频繁。
年平均气温 4.5℃，最热月7月，平均13.2℃，最冷月1月，平均-8.4℃。
降水量：年平均降水量499.7-634，年降水量的季节分配很不均匀，夏季最多，占年降水量的50%以上，次为春秋两季，分别占年降水量的22%和26%，冬季最少，只占年降水量的1.4%-2.0%。
蒸发量：项目区内降水量充沛，空气湿润，蒸发量不大，约为1200mm，一年中冬季蒸和春末夏初蒸发量小，7月份蒸发量大。
冻土：从11月下旬开始进入冻结期，大地开始封冻，随着温度不断下降，冻土深度逐渐加深。
最大冻土深度为146cm，次年4月下旬开始解冻。
风向：一年中盛行东风，东北风次之，平均风速1.6m/s。
在全国公路自然区划中属河源山原草甸区（Ⅶ3）。
沿线地下水较为发育，小溪纵横。
沿线地表水及地下水较为丰富，水质良好，对施工用水的开采非常有利，但由于路线所经的部分地段地下水埋藏较浅，对公路路基及构造物造成一定的不利影响，需采取有效的工程措施以降低地下水的影响。
本项目对全线小桥及涵洞进行水文计算，最后确定其孔径。
2、参阅文献及资料1、《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2002）2、《公路涵洞设计细则》(JTGTD65-04-2007)3、《公路桥位置勘测设计规范》4、《公路小桥涵设计示例》——刘培文等编。
5、《公路桥涵设计手册（涵洞）》6、《桥涵水文》——张学龄3、涵洞水文计算该项目水文计算共采用三种不同的方法进行水文计算，通过分析比较确定流量。
方法1：交通部公路科学研究所暴雨径流公式推算设计流量；方法2：交通部公路科学研究所暴雨推理公式推算设计流量；方法3：甘肃省地区经验公式；（1）、交通部公路科学研究所暴雨径流公式：βγδφ5423)(FzhQp-= (F≤30Km2)pQ——规定频率为p时的洪水设计流量（m3/s）φ——地貌系数，根据地形、汇水面积F、主河沟平均坡度决定h ——径流厚度（mm）Z ——被植被或坑洼滞留的径流厚度（mm）F ——汇水面积（Km2）β——洪峰传播的流量折减系数γ——汇水区降雨量不均匀的折减系数δ——湖泊或小水库调节作用影响洪峰流量的折减系数参数取值：F：根据1:10000地形图，在图上勾出汇水区。
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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. 67m
B 1. 2
e
其中ψ取0.95；ε2H 0
2
*1. 67h k ==0. 66
9. 8
x k =0. 66⨯2+1. 2=2. 52m
A k =0. 66⨯1. 2=0. 79m 2
R k =
0. 79
=0. 31m 2. 52
1
1C k =⨯0. 36=54. 95m
0. 015
22
=0. 0068 i k =22
0. 79⨯54. 95⨯0. 31
i
=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：
1
2(1++m h ) nQ ) h =(
m b 1+h b
2
25
35
oi
oitH
oi
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。
涵洞掺气水流不同于溢流坝和陡槽的掺气水流，其特点是涵洞的底坡较缓，水深较大，沿程壅高。
试验得出对矩形断面的涵洞掺气水流进行估算的经验公式为
h 0-h v 2
lg =1. 77+0.
∆gR
式中：h0—掺气后的水深；
h、v 、R —未掺气水深、流速、水力半径；
△=表面的绝对粗糙度，对糙率n=0.015的混凝土，取0.002m ；计算结果见表4-10
2
3
2 泄流能力计算
（1）当闸门全开时，计算放水涵洞在不同工况下的泄流能力；放水涵洞为有压状态时，其泄流能力按有压流计算公式为：
Q =μϖ2g T 0-h p 式中：μ—流量系数；对有压流情况，流量系数受进口体形、各种局部水头损失以及沿程水头损失的影响，可由下式计算：
μ=
1
+ξi + 2⎛ 式中：ζi ——各种局部水头损失系数；∑ζ=ζ
进口
∑
⎛2gL ⎛
⎛C R ⎛
+ζ
闸槽
=0.30+0.30=0.60
L ——放水涵洞长度；L=54.90m，
R ——过水断面的水力半径，
C ——谢才系数。
11161C =R =⨯0. 436=51. 08 n 0. 012
4
ω——底孔过水断面面积，m 2；
ω=1. 2⨯1. 5=1. 80
T0——从底孔出口底板算起的上游水头；
hp ——隧洞出口断面水流的平均单位势能；hp=0.5*D*2=1.5, 不同工况计算结果见表1-1
表1-1 水位－涵洞下泄流量关系表
（2）当闸门局部开启时，呈闸下出流，放水涵洞的过流量可由闸孔自由出流公式计算：
Q =μBe 2g (H -εe )
式中 Q—放水涵洞不同水位下泄洪量，m 3/s；
ω—涵洞过水断面面积，m 2；
H —从闸孔底板高程算起的水库正常蓄水位下的水深， m；ε—工作闸门垂直收缩系数；
e 、B —分别为闸孔开启高度和水流收缩断面处的底宽；μ—短管有压段的流量系数，μ＝φε，φ—流速系数，取0.97； i —涵洞纵坡（i=0.01
）。
闸孔出流计算结果（见表2-2～2-4）。
表2-2 有压段（校核洪水位440.29m 下泄）闸孔出流计算表
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表2-3 有压段（设计洪水位439.20m 下泄）闸孔出流计算表
表2-4 有压段（正常蓄水位440.72m 下泄）闸孔出流计算表
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7。