小桥涵水文计算书

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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。

桥涵水文桥渡课程设计计算书

（1）计算形态断面水位关系曲线，并画图。

形态断面处左滩、主槽、右滩的糙率系数分别为25、50、25，对于不同的水位标高H，首先根据R=计算水力半径，然后根据曼宁公式v=计算流速，从而求得对应的流量Q，具体计算结果见下表：表1—1左滩流量计算表）（表1—2主槽流量计算表）（表1—3右滩流量计算表）（表1—4水位关系表））（从而根据表1—4 绘制形态断面水位关系曲线图，如下：图1—1形态断面水位关系曲线图（2）计算设计流量，画出流量统计（P—Ⅲ曲线）图形。

认为流量超过10000 时为特大洪水，所给资料中有特大洪水资料4年，其中有2个特大洪水资料与连续观测资料重复。

特大洪水考证期N=T2 -T1 +1=48按下式计算 a 项特大洪水频率：P=(M=1,2，……，a) 按下式计算其余（n-l）项观测洪水频率：P=+（1-）（=l+1，l+2，……，n）其中n=18，l=2，a=4，计算结果如下表：表2—1经验频率计算表P=计算系列Q的平均值=（+）=5486.078计算系列Q的变异系数==0.7278在确定了平均值和变异系数后，利用适线法寻找一条与经验点配合的较好的理论频率曲线，确定设计流量。

表2—2理论频率曲线计算表将经验点群与理论频率曲线绘制在图中，如下：图2—1流量频率曲线图最终以=5486.078 ，=2.0的曲线2与经验点群吻合得较好，确定其为选定的理论频率曲线，该桥百年一遇的流量为19900。

（3）检算梁底水位(1)由形态断面水位关系曲线，得设计流量通过桥址时的水位标高为36.86m。

因为河道接近均匀稳定流，所以设计流量通过桥址断面的水位标高H p 36.86- 0.005⨯120 36.26 m(2)计算桥下河床断面（水位36.26m）桥址断面处左滩、主槽、右滩的糙率系数分别为25、40、25，桥下左滩：过水面积w 6.452+114.170 120.622湿周x 37.144m水力半径R 3.247m流速v 3.876m / s流量Q 467.563桥下主槽：过水面积w 1225.753湿周x 153.042m水力半径R 8.009m流速v 11.322m / s流量Q 13878.211桥下右滩：过水面积w 13.379湿周x 7.395m水力半径R 1.809m流速v 2.625 m / s流量Q 35.114(3)计算桥下壅水高度∆Z扣除墩台阻水面积后的桥下净面积为=-=1265.805桥下流速===15.721 m / s建桥前从桥孔部分通过的流量为=114.17 3.876+13878.211+35.114=14355.848s m w Q V om om om /608.10302.1353848.14355===因此482.1==om m V V R查图6-2，1.0=s K ，得桥前壅水高度()m V VR K Z omms m 939.111.022=--=∆取桥下壅水高度m Z 9695.0939.15.0=⨯=∆ (4)检算标高最高水位m L Z H H p s 500.3727.09695.026.36=++=∆+∆+= 桥下净空为负，因此梁底水位标高不满足要求。

桥涵水文小桥和涵洞孔径计算

vc 2g H hT
Q A 2g H hT
3、压力式涵洞为充分利用断面，达到缩小孔径的目的，压力式涵洞一般采用进水口升高式的洞口建筑，使涵顶与水流线形基本一致。基本公式为：
v 2 gH Liw i hT
Q A 2 g H Liw i hT
1 L B0 2m( ht h) 2
如果桥孔轴线与水流方向斜交，交角为a，则斜交桥孔长度La为：
L L cos
根据计算得到的桥孔长度L选用标准跨径，两者相差应小于或等于10%，否则，需根据确定采用的桥孔长度反求桥下流速和临界水深，复核水流图式。

3、确定桥前水深H 1）桥下为自由式出流时，桥前水深H按下式计算：
2 2 vk vH H hk 2 2g 2 g
H—桥前水深； —流速系数，见表9-2-2； vH—水深为H的桥前断面的行进流速。
2）桥下为淹没式出流是，桥前水深H按下式计算：
v v H ht 2 2g 2 g
V—由采用的桥孔长度计算的桥下流速。
2
2 H
4、确定路基和桥面最低高程按图9-2-6可得：桥头路基最低高程=河床最低点高程+H+△
根据已知的设计流量和拟定的河床容许流速，计算小桥孔径与桥前壅水高度的程序为： 1、判别桥下水流图式 1）确定河槽天然水深ht 河槽天然水深ht可根据已知设计流量及河槽特征，用试算法确定。先假定一个水深h，慎重选取河道的粗糙系数，从河槽横断面图上求得过水面积A和水力半径R，按公式计算相应流量。
第一节小桥和涵洞勘测
一、小桥和涵洞勘测的主要任务小桥和涵洞勘测包括外业勘测和内业设计两部分。通过对公路沿线的地形、地质、水文、气象及农田水利设施等情况进行勘测和调查，为桥涵设计以及水力计算提供必要的资料和依据。

小桥涵水文计算

当汇水面积F<3平方公里时，也可用下式计算：
QS CSF
3
径流形成法资料收集
1)汇水区面积 (1)利用1／50000地形图求算 (2)实测 (3)实测与估算相结合的方法假定汇水区面积为矩形，在汇水区范围内选择有代表性的河沟平均横断面和纵断面，实测平均断面的宽度B和平均长度L .
I2 2)主河沟平均坡度
3 2
4 5
汇水面积较小(一般平原区F<1．0平方公里山岭区F<0．5平方公里）按简化公式进行计算，结果偏差较大。
这时还应用下式计算比较，选其较小者：
2 径流流量经验公式
（1）在汇水面积小于10平方公里时
QS KF
(2) 当有降雨资料时
n
K——径流模数，附表3——17 n——地区指数，附表3——18
损失参数 : (mm/h)

北方
K1 S P
1 2

南方：
K2SP A
K1、K2 ———附表3-3
1, 2 , ———附表3-3
2 经验公式
QP ( S P ) A
m
2
QP CS P A

3
地貌系数，附表3-5 m, 2 指数，附表3-5 C, , 3 系数，指数，附表3-6
QS (h z) F
3 2
4 5
暴雨径流厚度h：由以下四因数查附表3-12
(1) 暴雨分区，附表3-7； (2) 公路洪水频率，表1-6；（3）汇水区吸水类型；附表3-9或3-10 （4）汇水时间，附表3-11
考虑洪峰传播、降雨不均匀、水库湖泊等影响
QS (h z) F

小桥涵设计、计算书

题目: 盖板涵设计指导老师:学生姓名：所属院系：专业：土班级：完成日期：目录1、设计任务书...................................................................2、设计说明...................................................................3、小桥涵勘测调查记录.................................................4、结构尺寸及计算书............................................................5、工程数量表....................................................................6、设计图........................................................................新疆大学建筑工程学院小桥涵课程设计任务书小桥涵课程设计任务书一、设计荷载公路—Ⅱ级二、设计洪水频率及最大冰冻深度设计洪水频率：1/100最大冰冻深度：1.0 米三、地震烈度8度四、地质资料详见工程地质纵剖面图五、设计要求及应完成的内容本课程设计要求每位学生根据所给定的设计资料，独立完成一道盖板涵或拱涵，进出口形式（八字墙、锥坡）自定，图幅采1倍数加长，全套设计图主要内容有：用三号图，长度不足可按81、涵洞布置图（三视图）；2、结构配筋图及细部构造图；3、进出口结构尺寸及计算书；4、工程数量表及计算说明书；5、设计说明。

六、装订顺序及完成时间1、课程设计装订要求：设计资料应将《任务书》放在本章第一页，设计说明第二页，《小桥涵调查资料》在第三、第四页，以后为计算书及设计图。

设计图幅均按A3。

哈工大桥涵水文第九章2(小桥涵)

H + Q hc
α 0 v 02
2g = ψ hk
= h c + (α
c
v c2 v c2 + ζ ) = hc + 2g 2 gϕ
2
v c = v max = 通常取： ∴ H = hk A 0 = f (H
ψ α0 =ψ =1
2
vk
2 v max + 2 gϕ
)
Q 2 − 2 gA 02
第八章
第八章
小桥和涵洞孔径计算
②淹没式出流：淹没式出流：桥下河槽被下游水流淹没，桥下过水断面的水深为ht，桥下河槽被下游水流淹没，桥下过水断面的水深为ht，则桥下过水断面的平均 ht 宽度（ ht处宽度（即1/2ht处）为：
QS B0 = + Nd ε ⋅ ht ⋅ vbc
当桥孔断面为矩形，则桥孔长度L=B 当桥孔断面为矩形，则桥孔长度L=B0；当桥孔断面为梯形，则桥孔长度L=B ht+Δh)；当桥孔断面为梯形，则桥孔长度L=B0+2m（1/2ht+Δh)；
对于矩形断面的桥孔，桥下的临界水深等于平均临界水深；对于矩形断面的桥孔，桥下的临界水深等于平均临界水深；对于宽浅的梯形断面，桥下的临界水深可近似等于平均临界水深；对于宽浅的梯形断面，桥下的临界水深可近似等于平均临界水深；对于窄而深的梯形断面，桥下的临界水深可按过水面积相等的关系近似求得；对于窄而深的梯形断面，桥下的临界水深可按过水面积相等的关系近似求得；
1 Q = A⋅ ⋅R n
2 3
⋅i
1 2
若计算的Q值与设计流量相差一般不超过± 应用计算机计算不超过± 若计算的Q值与设计流量相差一般不超过±5%、应用计算机计算不超过±1%，则假定的水深可作为天然水深。则假定的水深可作为天然水深。

《公路小桥涵勘测设计》课程设计计算书(林)

《公路小桥涵勘测设计》公路小桥涵课程设计1. 设计方案的拟定1.1. 选择涵洞类型由设计任务书可知需要在某三级公路上拟建一道交通涵洞，该地区为第 12暴雨分区，由地形图可确定汇水面积为 A 0.85km 2,汇水区表土为黏土，主河沟平均纵坡I z 2.0%，汇水区内主要为山区水稻田，汇水面积重心与桥涵位置距离为0.56km 。

涵洞类型有石拱涵、石盖板涵、钢筋混凝土盖板涵、钢筋混凝土圆管涵、钢筋混凝土箱涵、倒虹吸管涵波纹管涵、砖拱涵。

这些涵洞类型中，石拱涵、石盖板涵、钢筋混凝土圆管涵都只适用于设计流量在10m 3/s 以下的河流，有后面计算可知这些涵洞的泄水能力不能满足本次设计；而倒虹吸管涵是用于灌溉的因此也不符合；而砖拱涵的承载能力很低，因此也不符合本次设计需求。

结合各类型涵洞特点和设计需求以及达到总造价最低的原则，本次设计需用钢筋混凝土盖板涵。

1.2. 进出水口形式八字式洞口构造简单，建筑结构美观，施工简单造价较低。

常用于河沟平坦顺直、无明显沟槽，且沟底与涵底高差变化不大的情况。

结合以上各洞口类型特点和设计资料，本次设计涵洞进出口形式选用八字式洞口。

2. 涵洞水文、水力计算2.1. 涵洞水文计算本设计采用径流形成法法计算涵洞的设计流量。

2.1.1.确定计算参数根据公路技术等级确定设计洪水频率P 25 ；依据A 0.85km2，I z 2.0%，查附表求得地貌系数0.09 ;根据汇水面积A 0.85km 2，查表得汇流时间130min；根据土壤黏土，确定吸水类属为"类；由设计洪水频率P W30min 、n 类土、暴雨分区为 2.1.2. 设计洪水量计算(h13.64(m 3/s)比较，取其中较小者。

Q s 0.56 41 0.85 19.52(m 3/s)0.09 (4140.855 1 112, 查表得径流厚度h 41mm 。

Q s由于汇水面积较小，按简化公式计算时偏差较大,用公式Q s 0.56hA( m 3/ s)计算故取Q s 13.64(m 3/s)2.2.涵洞水力计算Q 假设涵洞净空高度: h d2.5m ；进水口和壅水降落系数: 0.87；进口涵洞净空高度: 0.5m；则涵前水深: h d2^2.3m；0.87盖板涵的涵洞净宽: Q s31.575H 至钢筋混凝土盖板涵泄水能力及水力计算表确定所选跨径： L 3.00m;净跨径： L 。

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m m p252 m /s
3
hc/0.9
管内充水程度hk/d Q= (Q /gd *g*d ) 孔径满足排水要求 ②、确定hk、hc、Vk、Vc Qs2/gd5= 涵洞手册表5-18
2 5 5 0.5
Q /gd （涵洞手册表5-18） = =
பைடு நூலகம்
0 hk/d= kk/kd= wk/wd= 0.48 0.4636 0.9828 p251 p252 p252
hk= kk= wk= ik＝
0.72 32.804336 39.282516 （Q/kd*(kk/kd)）2＝ 0 m kc/kd= wc/wd= 0.00 m/s ‰
③、计算临界坡度ik 临界流速vk= hc=0.9hk= 0.648 hc/d= 0.432 涵洞手册表5-18 kc= wc= ic= vc= 27.002016 37.443896 0 ‰ m/s 0.648 w/wd= h/hd= w/wd= m 0 0.25 0.697 p252 p252
1 1.5 1.5 0.025 9
1:圆管涵;2:矩形涵;3拱涵. m m ‰
0 m/s m/s 0.0 ‰ > 46.52416108 ‰ #REF! ik
二、涵洞孔径计算:
①、选定涵洞类型及孔径涵洞类型: 1 孔径： 1.5 净高： 1.5 糙率： 0.025 涵底纵坡： 9 设计流量 H= 1.29 hc= 0.57H hk=
2 5
1:圆管涵;2:矩形涵;3拱涵. m（垂直净跨径） m o ‰ m3/s m = = =
0.74 0.82 0.55 0.08 2.38
0.3816 0.9368
p252 p252
0 涵前水深H= vmax=6m/s最大纵坡涵洞手册表5-18
h= imax= V实=
0.375 46.52416108 0
m ‰
数据输入涵洞类型孔径：净高：糙率涵底纵坡：计算结果孔径满足排水要求 v实= vy= ik＝现敷设的涵底纵坡i＝ imax= 6