第四讲大中桥孔径计算(20200905084434)

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大中桥孔径计算

大中桥孔径计算
4.河湾超高
v2 B h gR

计算桥面高程时,可计入河湾水位超高值的1/2计入。
5.河床淤积高度
12.6 调治构造物
一 调治构造物的类型 二 调治构造物布设 三 顺坝坝

调治构造物的作用
调治构造物的作用:调节水流,使水流均匀、顺畅地流
过桥孔,防止桥下断面和上下游附近的河床、河岸发生不 利变形,确保桥梁安全。
冲刷前桥下的毛过水面积Aq
Aq Ad Ax Ay

墩台阻水引起的桥下过水面积的折减系数λ
Ad Aq

墩台侧面涡流阻水而引起的桥下过水面积的折减系数,又 称水流侧向压缩系数 Ay vs ξ A 1 0.375 L
j
0
Aj Aq Ad Aq Aq (1 ) Aq
Qs Aq (1 ) Pvs cos



说明: 这种方法对细颗粒、均匀的沙质河床,平原稳定性河床基 本能反映实际情况。但是,对我国广大地区存在的大颗粒、 宽浅变迁性河床等不稳定性河床,却与实际情况相差较大。 这种确定桥孔长度的方法,我国铁路系统使用至今; 1976年我国公路系统根据我国实桥调查资料,制定了估定 桥孔长度的公式,自1982年起不再推荐使用,但仍是一种 合理的参考办法。

设计流量Qs:与设计洪水频率P相应的流量。 通航流量Qtn:与通航洪水重现期相应的流量。

根据前学知识,可以得到设计流量Qs和通航流量Qtn,利 用形态断面可推算出相应的设计水位Hs和设计最高通航 水位Htn。
12.5 桥面设计高程
2 水位及引起桥下水位升高的因素计算③ ③' b) ① ②
a)
第5章 大中桥孔径计算

第六章__大中桥孔径计算

第六章__大中桥孔径计算
第二节 桥孔长度 第四节 计算实例
第一节 桥位河段水流图式和桥孔布设 第三节 桥面高程
桥位河段水流图式(缓流)

由于桥孔对水流的压缩,从桥 位上游相当远处的断面①起, 水面就开始壅高,并呈型壅水 曲线,无导流堤时直到桥位上 游大约一个桥孔长度L处的断面 ②,达到最大壅水高度。水流 接近桥孔时,急剧收缩而呈“漏 斗”状,无导流堤时直到桥位下 游附近的断面③,水面最窄, 流速最大,形成收缩断面。收 缩断面下游,水流又逐渐扩 散,到断面④才恢复天然状 态。并且在水流收缩段的主流 与河岸之间,由于水流分离现 象,桥台上下游两侧将形成回 水区。
2 w
根据内陆水库观测资料制定的,适用于大陆地区河流、湖泊的桥梁设计
路堤边坡处的波浪爬高
he K K v R0 h2
he

1 2 sin he he 3
——波浪爬高(m),其高度自静水位算起 ——边坡糙渗系数,查表6-3-3 ——与风速有关的参数,查表6-3-4 ——相对波浪侵袭高度,查表
桥下净空安全值
非通航河段
桥梁的部位 高出计算水位 (m) 0.50 高出最高流冰面 (m) 0.75
洪水期无大漂流物 梁 底
洪水期有大漂流物 有泥石流 支承垫石顶面 拱脚
1.50 1.00 0.25 0.25
— — 0.50 0.25

通航河流和通航海轮的桥下净空
设计最高通航水位根据各种河流具体情况确定。一般 天然河流的设计最高通航水位可采用表6-3-10中规定的各 级洪水重现期水位 。设计最高通航水位可按《内河通航 标准》和《通航海轮桥梁通航标准 》来确定。



(3)建桥后的桥前壅水,不得对两岸河堤、 农田、村镇造成威胁;在平原地区尤为重要, 往往以桥前壅水的允许高度作为桥孔长度的控 制因素。 (4)应考虑桥位上下游已建或拟建的水利工 程、航道码头和管线等引起的河床演变对桥孔 的影响。 (5)桥位河段的天然河道不宜开挖或改移。 开挖、改移河道应有充分的技术、经济论证。

桥涵水文课件第七章

桥涵水文课件第七章

表13-6 A值表
中 国 矿 业 大 学 建 筑 工 程 学 院
(二).引道路堤最低设计标高
中 2、上游有非封闭式导流堤时(图13-5b)
国 矿 业 大 学 建 筑 工 程 学 院
(二).引道路堤最低设计标高

2、上游有非封闭式导流堤时



大 引道路堤任意点处路肩的最低设计标高可按下列
K、n——系数和指数,按表13-1采用。
(一).河槽宽度公式



表13-1 K、n值表



建 筑
河段类型


学 院
开阔、顺直微弯河段
K 0.84
n 0.90
分汊、弯曲河段
0.95
0.87
滩、槽可分的不稳定河段
0.69
1.59

二、桥孔最小净长Lj计算

矿 (二)、单宽流量公式

大 学
图13-5 导流堤设置和上游水面降落(a)
中 国 矿 业 大 学 建 筑 工 程 学 院
图13-5 导流堤设置和上游水面降落(b)
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图13-5 导流堤设置和上游水面降落(b)
中 国 矿 业 大 学 建 筑 工 程 学 院
图13-5 导流堤设置和上游水面降落图

并从安全和经济两方面着眼,同时应综合考虑桥孔长
建 筑
度、桥前壅水和桥下冲刷的相互影响。
工 程
《公路工程水文勘测设计规范》中规定,对于峡谷性

河段上的桥梁,仅要求按河床地形布置桥孔,不宜压

缩河槽,一般可不作桥孔长度计算外,对其他各类河

第六章 大中桥孔径计算

第六章 大中桥孔径计算
38
39
z
KNKy 2g
(vM2
v02M
)
Ky
0.5 vM 0.1
g
KN
2 vM 1
v0M
vM
vM'
1
0.5d500.25
vM' vc
1
40
hz K ph2
hz
0.13th0.7
gh vw2
0.7
th
0.0018
gD vw2
0.45
0.13th0.7
gh vw2
0.7
22
桥前最大壅水高度可按《公路工程水文勘测设计 指南》推荐的公式:
z
KNKy 2g
(vM2
v02M
)
0.5 K y vM 0.1
g
KN
2 vM 1 v0M
vM
vM'
1
0.5d500.25
vM' vc
1
23
桥前壅水引起的桥下壅水高度△z’
桥下壅水高度△z’取值 表6-3-2
序号 洪水和河床土质条件 △z’取值
定的各级洪水重现期水位采用:
天然河流设计最高通航水位标准
航道等级 Ⅰ-Ⅲ Ⅳ、Ⅴ Ⅵ、Ⅶ
洪水重现期 20
10
5
通航河段桥下净空尺度见表6-3-8~6-3-11
34
三、桥面最低高程的确定
1、不通航河段 (1)按设计洪水位计算桥面高程
Hmin Hs h hj hD
35
三、桥面最低高程的确定
32
二、桥下净空安全值
3、通航河流的桥下净空
桥下净高:设计最高通航水位到桥底之间的距离 桥下净宽:设计最低通航水位时,桥墩之间的净距 设计最低通航水位:设计所采用的允许标准船舶或

桥涵水文课件第七章

桥涵水文课件第七章

无铰攻的拱脚,可被设计洪水淹没, ① 无铰攻的拱脚,可被设计洪水淹没,淹没高度一般不 宜超过拱圈矢高的2/3 2/3; 宜超过拱圈矢高的2/3;拱顶底面至设计水位的净高不小 于1m。山区河流水位变化大,桥下净空安全值可适当加大。 1m。山区河流水位变化大,桥下净空安全值可适当加大。
中 国 矿 业 大 学 建 筑 工 程 学 院
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一、建桥后的水流图式
冲淤状态: 冲淤状态: 壅水段,过水断面水深沿流向逐渐增大, 1~2壅水段,过水断面水深沿流向逐渐增大, 流速则由天然流速逐渐减小, 流速则由天然流速逐渐减小,挟沙能力渐渐 减弱,因而该段出现淤积; 减弱,因而该段出现淤积;2~4水面降落收 缩段,因有效过水面积沿流程逐渐减小, 缩段,因有效过水面积沿流程逐渐减小,流 速相应增大, 速相应增大,挟沙能力随之转向恢复后又提 高,则该段河底出现淤积量沿程逐渐减小而 转为冲刷; 扩散段, 转为冲刷;4~5扩散段,该段沿流向冲刷由 大变小转为淤积, 大变小转为淤积,又从淤积逐渐恢复天然输 沙平衡状态。 沙平衡状态。
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第七章 大中桥孔径计算
中 国 矿 业 大 学 建 筑 工 程 学 院
第七章 大中桥孔径计算 主要内容
第一节 第二节 确定 桥孔最小净长Lj计算 桥孔最小净长Lj计算 Lj 桥面中心和引道路堤最低设计标高的
学习目标: 学习目标:
中 国 矿 业 大 学 建 筑 工 程 学 院
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二、桥孔最小净长Lj计算
说明:影响桥孔净长的因素较多, 说明:影响桥孔净长的因素较多,目前还没 有能同时反映各种影响因素的桥孔净长的公 式。上述公式的计算结果仅为满足排洪输沙 需要的最小桥孔净长,确定桥长时, 需要的最小桥孔净长,确定桥长时,可参照 计算结果,运用标准跨径, 计算结果,运用标准跨径,结合桥位两岸地 河床断面形态、河床演变趋势、 形、河床断面形态、河床演变趋势、河床地 质特点、 质特点、桥台和桥头引道高度等因素综合考 虑。

哈工大桥涵水文第六章2(桥面标高) (1)

哈工大桥涵水文第六章2(桥面标高) (1)

第四章
大中桥孔径计算
河湾处的水位超高值可按下式计算: 河湾处的水位超高值可按下式计算:
v B ∆h = gR
计算桥面高程时,可计入河湾水位超高值的1/2。 计算桥面高程时,可计入河湾水位超高值的1/2。 1/2
2
6、急流河槽中桥墩的水流冲击高度: 急流河槽中桥墩的水流冲击高度:
0 .5 2 v0 2 − 1 . 5 h0 ∆ hd = 0 .5 h0 + 16 h0 2g ∆ hd − −急流河槽桥墩水流冲击 高度 (m );
第四章
大中桥孔径计算
浪射线(波浪推进的路线,称为浪射线)示图: 浪射线(波浪推进的路线,称为浪射线)示图:
3)斜向的波浪爬高: 斜向的波浪爬高:
当波浪斜向侵袭时,侵袭高度有所减弱,当边坡系数(与边坡坡度有关)m> 当波浪斜向侵袭时,侵袭高度有所减弱,当边坡系数(与边坡坡度有关)m>1、 )m 斜向角度β≥30 β≥30° 可按下列有关规范推荐的公式计算: 斜向角度β≥30°时,可按下列有关规范推荐的公式计算:
∆h2 = K F ⋅ ∆h2
0.45 0.0018 gD 2 0.7 v gh w 0.13th 0.7 2 th 0.7 v w 0.13th 0.7 gh 2 v w ∆h2 = g 2 vw
h 0、 v 0 − − 墩前河槽的天然水深
(m )和流速 (m / s )
第四章
大中桥孔径计算
二、桥下净空Δhj: 桥下净空Δh 桥下净空和最小桥孔净跨径, 桥位勘设规程》 桥下净空和最小桥孔净跨径,在《桥位勘设规程》中,对于不通航河段和通 航河段分别作了如下规定: 航河段分别作了如下规定: 1、不通航河段 桥梁部位 梁底 支承垫石顶面 拱脚 设计水位以上净空(m) 设计水位以上净空(m) 0.5 0.25 见注① 见注① 流冰水位以上净空(m) 流冰水位以上净空(m) 0.75 0.50 0.25

大中桥孔径计算


1、桥位河段水流图式 (flow pattern of bridge location reach)
建桥后桥位河段的水流和泥沙运动状态是桥孔水力计 算的依据,但桥位河段水流和泥沙运动十分复杂,且建桥 时无法知道建桥以后的变化情况,目前只能在某些假定和
实验的基础上,对缓流河段(弗汝德数Fr < 1)提出简化
且相差不大。此布设方案符合所需要的桥下最下过水面积。
2、经验公式法(empirical formula) 桥孔最小净长度宜符合下列规定:
(1)峡谷河段 可不做桥孔最小净长计算,直接按河床地形布孔,不
宜压缩河槽。
(2)开阔、顺直微弯、分叉、弯曲河段及滩、槽可 分的不稳定河段
宜按下式计算:
Lj
K
q
(
采用式(5-12)可得通过设计流量时所需的桥下最小毛 过水面积:
Aqj
Qs
(1 )Pvs
2074.28 0.95 (1 0.043) 1.25 5.76
317m2
式中:Aqj——桥下毛过水面积计算值。
拟定将左岸0号桥台前缘置于里程K118+560m处,采用 4跨,跨径30m,依次向右布置,4号桥台前缘置于里程 K118+680m,其桥孔净长
游荡型河段上,桥孔不宜过多压缩河床,应结合治理规划,辅 以必要的整治工程,在深泓线可能摆动的范围内均应布设桥孔。
(3)山前区河流
冲积漫流(山前扩散)河段上,桥位宜在河流上游狭窄段或下 游收缩处跨越。若桥位河床宽阔,水流具有明显的分支时,可 采用一河多桥的方案,并在各桥间设置人字形封闭导流堤。桥 下净空应考虑河床淤积的影响。
(4)贷款交易很可能发生在某个银行集 团下属 银行之 间,从 而实现 包括税 收优惠 等有利 条件。 (5) 完善了贷款市场体系。 三、贷款交易方式 目前贷款交易主要包括贷款转让、贷 款参与 和贷款 更新三 种方式 。 四、贷款交易流程 (一) 确定交易对手 (二) 签署保密协议或承诺 (三) 尽职调查(信用调查、贷款资产评估等) (四) 贷款交易日 (五) 交易的确认 (六) 签署交易执行文件 (七) 交易结算 (八) 通知借款人

大中桥桥孔计算

第十章
大中桥的孔径计算
大中桥的孔径计算:依据桥位断面的设
计流量和设计水位,推算必须的最小桥
孔净长和桥面中心最低标高,为确定桥
孔设计方案提供依据。
1.桥孔布设的原则:
2. 桥位河段的水流图式: 反映桥位河段建桥后水流和泥沙 运动的变化,反映桥孔长度、桥 前壅水和桥下冲刷之间的
关系,因此桥位河段的水流图式可作为 桥孔计算的依据。
3.桥孔长度:
桥孔长度定义:沿着设计水位的水面线,两桥台前缘之间(埋入式桥 台则为两桥台护坡坡面之间)的水面宽度,称为桥孔长度L。扣除全部桥墩 宽度(仍沿原水面线)后,则称为桥孔净长Lj。 桥孔长度的确定,首先应满足排洪
和输沙的要求,即保证设计洪水及其所
挟带的泥沙能从桥下顺利通过,并从安 全和经济两方面着眼,同时应综合考虑
孔长度(桥台前墙之间设计水位上的水面宽度)为将算出的最小桥孔净长度
再加所有桥墩的宽度;另外,算出的最小桥孔净长度是指水流与桥轴正交 时的长度,如果是斜桥,则应换算为斜桥轴线方向的长度。
两种情况:
①桥墩纵轴线与水流方向平行时: 有效跨径LS = Ljcosα ②桥墩纵轴线与水流方向斜交时: 有效跨径LS = Ljcosα- lsinα
二、用桥孔净长度经验公式计算
1.对于有明显河槽的各类河段
Qs L j K Q c Bc
n
二、用桥孔净长度经验公式计算
2.对于无明显河槽的变迁性、游荡性河段 河槽宽度Bc(或两岸间的宽度)是选定桥孔长度的重要参考因素,但是 ,我国新疆、青海、内蒙等地大型冲积扇及戈壁摊上的一些变迁性河流,无 明显的河床形态,滩槽难分;另外,平原游荡性河流也有类似河床形态,河 床宽浅,水流摆动不定。水流横向摆动的范围大大超过多年泄洪需要的河槽 宽度(习惯上称为基本河宽B0)。 通过我国新疆、青海、内蒙、河北等地实桥调查资料,回归分析得到基 本河宽B0与多年洪水平均流量Q和河床质平均粒径d存在下列关系:

5 第五章 大中桥孔径计算


Fr<1表示水流平均动能较小,重力占主导,水流为缓流;
Fr>1表示水流的平均动能较大,惯性力占主导
缓流河段的夫劳德数Fr<1,只有很少部分峡谷型
河段和变迁型河段的设计洪水流态接近或达到急
流,即Fr>1的状态。
绝大多数桥位处于缓流河段,所以缓流河段的简
化水流图示及孔径计算方法对大多数桥梁适用。
本章提纲
浪高度hl=0.5m,桥梁上部构造建筑高度Δhd=1.9m,通
航水位为108m,按河槽不可能扩宽考虑,桥位河床断
面如图3所示。
(1)请分别采用过水面积法和经验公式法确定桥孔长
度;
本章提纲

第一节 桥位河段水流图式和桥孔布设

第二节 桥孔长度

第三节 桥面高程
第三节 桥面高程
一、引起桥下水位升高的因素
桥梁部位
梁底
高出计算水位m
高出最高流冰面m
洪水期无大漂流物
0.50
0.75
洪水期有大漂流物
1.50
-
有泥石流
1.00
-
支承垫石顶面
0.25
0.50
拱脚
0.25
0.25
通航河流:P139-141表6-3-8和6-3-11 (第四
版),P130表4-3-10和4-3-11 (第五版)
第三节 桥面高程
三、桥面最低高程确定
不通航河段:按设计洪水位计算桥面高程
即:设计水位+水面升高值总和+桥下净空安全值+桥梁上部构造高度
Hmin
∆ℎ
∆ℎ
Hs
∆ℎ
第三节 桥面高程
通航河流:除了满足不通航要求外,还要满足

第四讲大中桥孔径计算

这些公式算出的桥孔长度是指在一定的水力、泥沙及河床条件下,通 过设计洪水流量时,桥下过水断面(与流向垂直的横断面)必须具有的桥孔 最小净长度。应当注意以下两点,这里算出的是桥孔最小净长度,实际桥 孔长度(桥台前墙之间设计水位上的水面宽度)为将算出的最小桥孔净长度 再加所有桥墩的宽度;另外,算出的最小桥孔净长度是指水流与桥轴正交 时的长度,如果是斜桥,则应换算为斜桥轴线方向的长度。
桥涵水文
6.3 桥面高程
一、引起桥下水位升高的因素
2. 波浪 水面受风的作用而呈现起伏波动,并沿风向传播,形成 波浪,如图5-3-2所示。 桥位处波浪的大小与风速、 风向、浪程、水深及桥位处的自 然环境等都有直接关系。在水库 、湖泊以及河岸较宽的水域或洪 水持续时间很久的河流上均需要 考虑波浪对桥高的影响。
Q 0.24 d 0.30

桥涵水文
6.2 桥孔长度
二、用桥孔净长度经验公式计算
2.对于无明显河槽的变迁性、游荡性河段
1
CP


QP Q2%
3
1
CP


1 1
CV P % CV 2%
3
Lj

16.07C
p

Q d
0.24 0.30

L j B0CP
桥涵水文
6.2 桥孔长度
二、用桥孔净长度经验公计算
这些经验公式只有一定的理论依据,应用数理统计法根据我国公路桥 梁的实际资料制定的,形式简单,便于应用。
桥孔净长确定后,即可根据断面形态、主流位置、通航要求、河床演 变趋势、桥位河段地质等尽量选用合理的标淮跨径,在桥位纵断面团上和 桥位地形因上进行合理的桥孔布没,使桥下实际的水面宽度等于或稍大于 计算的桥孔长度。桥孔布置应先河槽后河滩,这样才能满足排洪输沙的需 要.确保桥梁的安全。
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