桥梁工程水文计算
桥梁水文基础资料计算
3.2.2 暴雨推理法 （1）、确定计算参数： 确定计算参数雨力S =100mm/h，系数K1 =0.263， K3 =3.29，指数a1 =0.696，
暴雨递减系数n =0.450，指数1=0.887。通过在1:1 万地形图上勾绘河流流域面
积，得本桥桥位上游河流的流域面积为0.993km2，主河沟长度26Km，主河沟平均 坡度I =1.2‰。
可采用大桥的设计洪水频率，即 1/100。
2.水文计算分析方法
2.1流量计算方法 （1）全国水文分区经验公式：
Q % KF
Q %Q %
式中： Q % —为百年一遇的洪峰流量（m3/s）； Q % —为五十年一遇的洪峰流量（m3/s）； K—频率为五十年一遇洪水流量模数； F—桥位上游的流域面积（km2）； n—频率为五十年一遇的洪水流域面积指数；
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，
水文计算算例
(一)
N ――设计重现期（年）
0.278 :单位换算系数.
由《延安地区实用水文 手册》和《榆林地区实 用水文手册》 中查得： S 1% 140mm
④ 全国水文分区经验公式：
公式的基本形式：Q 2% KF n
。 ........................... 4) 根据分区表查90区的对应值：n 值按取0.72 , K 值取13.8 ,
Q 1% 1.18Q 2%
⑤
采用全国水文分区经验公式 1.55 C s /C v =3.5，查得 K1%=8.16 , Q 1% 13.648Q 0
流量计算结果 序
号 断面位置
河名及桥名 汇水面积F (Km 2) 河沟长L (Km ) 河沟纵坡j 公式① (m 3/s) 公式② (m 3/s) 公式③ (m 3/s) 公式④ (m 3/s) 采用值
(m 3/s) 1
K51+600
.0
***大桥 18.2 8.5 0.0189 432.2 237.2 499.4 131.5 499.4
2
K51+860
.0
***大桥 20.12 8.8 0.0189 462.7 252.3 548.8 141.4 548.8 3
K52+060
.0 ***大桥 20.12 8.8 0.0189 462.7 252.3 548.8 141.4 548.8
2.计算设计水位以及设计流速
由表二查得: u K i S p 1 由表三查得:
K i 0.65, i 0.98
1.3 300.83 8
2.44mm/h
K 2 0.334，
0.16 0.334 0.16 L Q 0 CF , Q 1% Q 0 (1 C v K 1% )
桥梁 水文计算算例
9.35 2.23lg 0.001
0.0163
0.6 0.15 0.068 （9.51） （0.001） H b 0.46 1 1.5
2.96 - 0.2758 0.63 - 0.2758
0.019
=0.5344m
3.墩台的最低冲刷线 桥位河段属于稳定性河段， 河槽中的桥墩可采用相同的最低冲刷线标高，并 以河槽中的最大水深计算冲刷深度，未考虑其他因素应起的冲刷取ΔH=0。 总冲刷深度 hs=Hp+Hb=9.51+0.5344=10.044m 最低冲刷线标高 Hm=Hs hs =40.75 10.044=30.7056m
1.4.3 确定桥孔长度
1. 河段类型选择 依据桥位地质剖面图，假定该桥位河段为顺直型稳定性河段。 2. 桥孔布设原则 (1) 桥孔不宜过多的压缩河槽； (2) 墩台基础可以视冲刷程度，置于不同的标高上。 3. 采用经验公式计算桥长 Lj= QS/(β qc) 式中：QS——设计流量；取值为 QS=1600 m3/s； β——压缩系数；取值为β=k1(Bc/Hc)0.06=1.208； k1——稳定性河段取 1.00； qc——河槽单宽流量，qc= QS/Bc=2300/311=13.333。 Lj= QS/(β qc)=1600/(1.208 13.333)=99.34m 4. 采用过水面积计算（冲刷系数法）[10] 上部结构采用预应力混凝土 T 型梁桥，标准跨径为 35m（桥墩中心间距） ， 假定采用单排双柱式桥墩柱直径 d=1.5m，设计流速 VS=2.6m/s，QS=1600 m3/s， 冲刷系数 P=1.4，系数计算： μ=1 0.375 VS/ L0=1 0.375 2.6 (35 1.5)=0.97 λ=1.5/35=0.043 则ωq= QS/[μ(1 λ)P VS]=1600/[0.97 (1 0.043) 1.4 2.6]=473.52m2 根据桥位断面图 桥下毛过水面积为 617.781m2 略大于 473.52m2。 桥孔净长 Lj=3 (35 1.5)=100.50m。 与经验公式计算结果接近，可以采用。 桩台前缘桩号为：k0+116.5，另一侧桥台前缘桩号为 k0+220。 （1-1）
桥梁设计水文计算
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
桥梁水文计算过程
桥梁水文计算过程
1.收集水文资料：首先，需要收集研究区域的气象资料、地形图、河
流水文资料等信息。这些资料将用于分析研究区域的降雨特征和水系特征。
2.确定设计标准：根据桥梁工程的要求和规范，确定设计标准。这包
括设计洪水的重现期和洪峰流量等参数。
3.分析降雨特征：使用统计方法和气象数据，分析研究区降雨的频率、强度和时程分布等特征。常用的方法有频率分析和持续时间分析。
4.分析水系特征：根据测量数据或模拟模型，分析研究区的河流特征，如河道形状、河水速度和河床渗透系数等参数。这些参数将用于计算洪水
流量。
5.计算设计洪水：根据降雨和水系特征，使用洪水模型来计算设计洪水。常用的洪水模型有单位线法、水库群模型和分流模型等。在计算过程中，根据研究区域的特点，可能需要考虑水循环和地下水位等因素。
6.计算洪水流量：根据设计洪水和水系特征，计算洪水流量。根据河
道形状和流量速度，可以使用曼宁方程或其他流量计算公式来计算水流速
度和河道截面积。
7.评估桥梁险情：根据洪水流量和桥梁结构参数，分析桥梁的水力沖
刷和冲击问题。主要包括计算洪水对桥墩的水流速度和水压力，以及计算
桥梁的河床冲刷深度和河床冲刷宽度。
8.设计桥梁水工设施：根据险情评估结果，设计相应的桥梁水工设施，如护岸、堆石坝或其他防止河流冲刷的结构。这些设施旨在保护桥梁免受
洪水的破坏。
9.优化设计：根据降雨和水系特征的调查结果，分析设计方案的可行性和经济性。通过优化设计，可以提高桥梁的抗洪能力和水文效益。
10.编制水文报告：最后，根据水文计算结果，编制水文报告。报告包括研究区域的降雨特征、水系特征、洪水数据、洪水模型和桥梁水工设施等信息。这些报告将用于桥梁施工和运营阶段。
大桥水文计算书1
某大桥新建工程
桥
梁
水
文
计
算
一、概况
1.我们在外业测量期间,收集了以下资料
1.1沿线地形图（1：10000和1：50000）；
1.2计算流量所需的要的资料（如多年平均降雨量、与设计洪水频率相对应的24h 降雨量及雨力）；
1.3地区性洪水计算方法、历史洪水资料、各河沟已经有洪水成果；
1.4现有河流的设计断面、流量、水位；
2.水文调查及勘测主要包含了以下主要内容
2.1各汇水区内土壤类别、植被情况、蓄水工程分布及现状；
2.2根据河沟两岸土壤类别、河床质，选定河沟糙率；
2.3当桥涵位处于村庄附近时，通过走访村中的老同志或洪痕调查历史洪水位、常水位、河床冲淤及漂浮物等情况；
2.4调查原有桥涵的现状、结构类型、基础埋深、冲刷变化、运营情况等；
2.5测量河沟比降。施测范围应以能求得桥（涵）区段河沟坡度为准。平原区为水文断面上游不少于200m，下游不少于100m；山区水文断面上游不少于100m，下游不少于50m；
2.6测量水文断面。当历史洪水位距桥（涵）位比较远，河沟断面有变化时，在历史洪水位附近，亦应布测水文断面，测量范围以满足水位、流量计算为准。
3.工程水文勘测计算依据
3.1《公路工程水文勘测设计规范》JTG C30—2002；
3.2《公路桥涵设计通用规范》JTG D60—2004；
3.3《实用桥涵水力水文计算原理与习题法指南》叶镇国主编；
3.4《公路小桥涵勘测设计示例》孙家驷主编；
3.5《桥位勘测设计》（土木工程专业用）高冬光主编； 3.6《公路桥涵设计手册-桥位设计》高冬光主编。 二、设计流量计算（6×20米预应力混凝土空心板桥）
大桥水文计算模板
0.050
重算！
246.092
m3/s
系数 K = 33.172 1.1691 29.630
0.840 m
指数 n =
0.900
最小桥孔净长 Lj = K(Qp/Q)nBc/cosθ = 2）单宽流量公式 水流压缩系数β =（Bc/hcp)
0.06
=
孔径斜长Lj=Qs/(β Qc)/cosα = 2、用过水面积（冲刷系数法）计算 设计流速采用天然河槽平均流速，即Vs= 挤束系数λ =b/L= V桥 = V槽 = Qm=3*L*hcp*Vs=
2.1693 (332d+(10+hp)/d
0.72 0.5
桥墩宽度B1=
1
m
)
=
0.9195 0.4679 0.7473 1.0162 Kζ = m 地面线以下 1
采用公式 hb=Kξ Kη 1B10.6(V0-V0')((V-V0')/(V0-V0'))n
0.06
V0= )=
n
=
+1/d
0.15
1
m =
1.500
=
根据涵洞手册查雨力图 根据涵洞手册查表4-2、4-3 采用北方地区 μ = K1Spβ
1
频率为p的雨力 Sp = K1 = =
m λ 2
p = = 1.090
小桥水文计算
小桥水文计算
一、基本情况
1、桥位：该桥位轴线与河流方向成60°角。
2、河流及洪水情况：常年有水，河道两岸有堤坝，河床平均粒径为2mm。
3、汇水面积：1：5万军用图勾绘，汇水面积8.3km2，桥位处河床比降为4.0‰。
4、汇水区土质为Ⅳ类土壤。
二、流量计算
桥位以上全部流域面积F=8.3 km2＜30 km2 ，所以按小流域面积公式计算：
流量模数公式
Q=Φ（h-z）3/2F4/5βγδ
式中：
Φ地貌系数，根据地形，主河沟平均纵坡，汇水面积，查《公路小桥涵勘测设计》地貌系数Φ值，查得Φ=0.07；
h暴雨径流厚度，根据桥位的暴雨分区，相应的洪水设计频率，汇水区土壤类属，汇水时间查《公路小桥涵勘测设计》径流厚度h表，查得h=41；
z植物截留或地表洼地滞留的拦蓄厚度，查《公路小桥涵勘测设计》植物滞留和拦蓄厚度z值，查得z=5；
洪峰传播系数β=1.0
流域内降雨不均匀影响洪峰流量的折减系数γ=1.0
水库调节系数δ=1
所以：
Q100=0.07×（41-5）3/2×8.34/5×1×1×1=82.2
经综合比较采用设计流量为90m3/s
三、根据设计流量用形态断面计算设计流速及设计水位
假定设计水位为98.43米，用形态断面计算表进行计算
根据河床的断面形式及河床情况取河槽1/n=35,
Vc=1/nR2/3i1/2 =35×1.392/3×0.0041/2=2.76（m/s）
Q c =ωc V c= 33.0×2.76=91.08（m3/s）
此流量与设计流量相差为1.2％，满足要求，因此假定设计水位可以利用。形态断面位于桥位上游40米处，河床比降为0.004，桥位处的设计水位高程为98.59米。
桥梁工程水文计算
桥梁工程水文计算
一、洪水水文计算
洪水水文计算是指在设计桥梁时，对于洪水特性进行研究和计算，以
确定桥梁所需的洪水设计标准，具体计算内容包括设计洪水流量、洪水位、洪水频率等。洪水水文计算是桥梁设计的基础，对于保证桥梁的安全性和
合理性非常重要。
洪水水文计算可以分为统计计算和物理计算两种方法。统计计算是根
据历史洪水数据进行计算，通过统计学方法进行频率分析，确定设计洪水
频率和设计洪水位。物理计算是根据河流水文特征和流域特征，利用水文
模型进行计算，确定设计洪水流量。
二、流量计算
流量计算是指在桥梁设计和施工过程中，对于水流运动特性进行研究
和计算，以确定桥梁所需的流量参数，具体计算内容包括河流流量、水流
速度等。流量计算是桥梁设计和施工中的必要步骤，能够帮助设计人员合
理确定桥梁尺寸和建设材料。
流量计算可以分为一维流量计算和二维流量计算两种方法。一维流量
计算是通过水流流量方程，根据河流横截面形态和水面坡降等参数，计算
河流流量。二维流量计算是利用水力学原理，通过数字水动力模型进行计算，可以考虑河流的复杂性和水流的流向变化。
三、水面稳定计算
水面稳定计算是指在桥梁设计过程中，对于水面平稳度进行研究和计算，以确定桥梁所需的水面稳定参数，具体计算内容包括水面高程、水面
波浪等。水面稳定计算对于确保桥梁施工和使用过程中的安全性非常重要。
水面稳定计算可以通过水理学模型进行计算，考虑河流水位变化和水
流变化对于桥梁水面的影响。具体计算内容包括根据河流流量和横截面形态，确定水面高程和水面波浪高度，以及确定桥墩和桥梁结构的安全系数。
大桥水文计算书
大桥水文计算书(总6页)
--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可--
--内页可以根据需求调整合适字体及大小--
大桥水文计算书
一、 流量计算
（一）形态断面
（1）98年洪水
洪水频率(%)Pm=0.91100101001=⨯+
（按98年为百年洪水计）
洪水位： (图中②)
河床比降（%） I= 河槽糙率25
1=
c n 河滩糙率15
1
=t n
河槽过水面积（m2）Wc=
河滩过水面积（m2）Wt=
河槽湿周（m ）ρc=
河滩湿周（m ）ρtc= 河槽水力半径8.61
Rc ==c c
W ρ 河槽水力半径0.92
Rt ==t Wt
ρ
河槽平均流速(m/s) 2.23
R 1Vc 21
32c =
=I n c
河滩平均流速(m/s)0.003
Rt 1Vt 2
1
32==I n t
河槽流量（m3/s ）Qc= Wc ×Vc=
河滩流量（m3/s ）Qt= Wt ×Vt=
98年洪水流量（m3/s ）Q98= Qc+Qt =
偏态系数Cs=
偏态系数ΦT= 平均流量906.47Φ1Q Q T 98T98=+=v
C （2）常年洪水
洪水频率(%)Pm=50
（按常年洪水为两年一遇计）
洪水位：64 (图中①)
河床比降（%） I= 河槽糙率251=c n 河滩糙率151=t n
河槽过水面积（m2）Wc=
河滩过水面积（m2）Wt=0
河槽湿周（m ）ρc= 河槽水力半径 5.756847Rc ==
c c W ρ
河槽平均流速(m/s) 1.706031R 1Vc 2132c ==I n c
河槽流量（m3/s ）Qc= Wc ×Vc=
常年洪水流量（m3/s ）Q1/2= Qc=
桥梁水文计算算例
桥梁水文计算算例
桥梁水文计算主要包括两个方面的内容：洪水过程确定和水流计算。首先，需要确定设计桥梁所需考虑的洪水过程，即确定设计所需考虑的洪水等级和发生频率。一般来说，常用的设计洪水等级有常年最大洪水、50年一遇洪水、100年一遇洪水等。考虑到桥梁的安全性和可靠性，一般设计时会选择100年一遇洪水作为设计洪水等级。根据地理环境、气象数据等因素，可以通过统计分析、实地调查等方法确定设计洪水的流量。
洪水过程确定后，需要进行水流计算。水流计算主要是通过流量-水位曲线，计算洪水来临时的水位和流量。水文计算中常用的方法有有限差分法、水力学模型计算法等。
接下来，我们将通过一个简单的例子来演示如何进行桥梁水文计算。
假设有一座跨越一条河流的桥梁，需要进行水文计算以确定桥梁的水位和流量。
首先，我们需要确定设计洪水等级。在这个例子中，我们选择设计洪水等级为100年一遇洪水。
其次，需要获取相关的洪水数据。假设我们已经获得了历年来的洪水流量数据，并进行了统计分析，确定了100年一遇洪水的流量为5000立方米/秒。
接下来，我们需要根据洪水流量来绘制流量-水位曲线。流量-水位曲线是桥梁水文计算中非常重要的一个工具。它可以通过历年来的河流流量数据和对应的水位数据，来确定洪水来临时的水位和流量。
在绘制流量-水位曲线时，我们需要根据洪水流量数据，找到对应的
水位数据。假设我们已经完成了这一步骤，并绘制了流量-水位曲线。
在绘制流量-水位曲线后，我们可以利用这个曲线来进行水位和流量
的计算。根据设计要求，我们需要确定100年一遇洪水来临时的水位和流量。
水文计算算例
K 2
0.0023
2.2
0.24
0.375 d
0.37
d
B1 —桥墩计算宽度；查表 6-3-1 得： B1 = m
hp —墩前行近水流深度,以一般冲刷后水深 hp 代入； hp 6.24m d —冲刷层内泥沙平均粒径, d 1mm v —墩前行近流速；
由于一般冲刷采用 64-2 简化公式进行计算,因此,墩前行进流速 v 采用
计算全断面流速
Vs = Qs / ωs = / = m/s
4 计算结果列表
全断面数据
断面平均流速 m/s
断面设计流量 m3/s
河槽数据
河槽设计流速 m/s
河槽设计流量 m3/s
河槽平均水深 m
河槽最大水深 m
河槽水面宽度 m
74
河槽过水面积㎡
5 河流断面图
3.桥长计算
河槽宽度计算公式
式中：
设计流量 Qp = m3/s 设计洪水河槽流量 Qc = m3/s 河槽宽度 Bc = 系数 K 和指数 n3 ,该河段属于稳定河段, K 0.84, n3 0.9 可求得
74
883
3 计算过程
计算设计水位
根据几何方法计算得：
经过多次几何方法计算,确定设计洪水流量 Qs=m3/s 对应的设计洪
水位为 m,即
H=m
计算河床各部分的过水面积和水面宽度
桥梁工程水文计算
2、水文计算
基本资料：桥位于此稳定河段，设计流量31%5500/S Q Q m s ==，设计水位
457.00S H m =，河槽流速 3.11/s c v m =，河槽流量3
C Q =4722m /s ，河槽宽度c B 159.98m =，河槽平均水深c h 9.49m =，天然桥下平均流速0 3.00/M v m s =,断
面平均流速=2.61m/s υ，水面宽度B=180m ，河岸凹凸岸曲率半径的平均值
R=430m ，桥下河槽最大水深12.39mc h m =。
2.1桥孔长度
根据我国公路桥梁最小桥孔净长度Lj 公式计算。
该桥在稳定河段，查表知K=0.84，n=0.90。有明显的河槽宽度Bc ，则有：
n
0.90
j s c c L =K (Q /Q )B =0.84(55004722)
159.98=154.16m ⨯÷⨯
换算成平面半径R=1500的圆曲线上最小桥孔净长度为154.23m 。
2.2桥孔布置图
根据河床断面形态，将左岸桥台桩号布置在K52+325.00。取4孔40m 预应力混凝土T 形梁为上部结构；钻孔灌注桩双柱式桥墩，桩径为1.6m ，墩径取1.4m ；各墩位置和桩号如图1所示；右桥台桩号为K52+485.00；该桥孔布置方案的桥孔净长度为155.80m 大于桥孔净长度154.23m ，故此桥孔布置方案是合理的。
2.3桥面最低高程
河槽弗汝德系数Fr= 2
2
3.119.809.49
=0.104c c v
gh ⨯=
＜1.0。即，设计流量为缓流。桥前出现
壅水而不出现桥墩迎水面的急流冲击高度。 2.3.1桥前壅水高度∆Z 和桥下壅水高度∆Zq
桥涵水文计算书
二、流量计算
l.根据地区经验公式推算设计流量
取C= 0.23
Q C*Fn
CV = 得CS= ΦP = 2.2 4.44
n= 0.68 F= 3 4.53 m /s 0.86 CS/CV= P= = 21.8 m3/s 1%
80 km2 2.5
QP= （ΦP*CV+1） Q
2.根据推理公式推算设计流量
1
B1=
2m
1 1 k1 0.8 0.45 0.15 1.016 d d v n 0 v
0.25 d 0.19
0.59
n
' ' v v0 hb k * k1 * B10.6 v0 v0 v v' 3.27 m 0 0
'
0.25 1 0.5d50 (
4.91 m/s 4.82 m/s
' VM 1) VC
d50= 5.01 m/s
2
0.003 m
VM
KN =
VM 1 VOM
0.14
KY =
0.5 VM 0.1 g
第 2 页
桥涵水文大作业计算书 0.33 VM 0.1 g K * KN 2 2 Z Y VM VOM 2g
3
λ 2=
0.86
桥涵水文计算书
16.70 m
3.653.65-2式计算桥墩局部冲刷 d= 5 mm
第 3 页
桥涵水文大作业计算书
v0 = 0.28(d + 0.7)0.5 = 0.67
m/s BC =
QC = λ= hCM=
vc =
A=
Q2 = μ= B2 =
hc =
BC A0.1 Q2 v= ∗ ∗ 1.04 Qc µ (1 − λ ) B2
1h<τ<6h 0.45 1063 m3/s
S QP = 0.278 P − µ F = n τ
3.根据经验公式推算设计流量
公式1 ψ=
m
0.22
SP − µ =
QP = ψ ( S P − µ ) F λ2 =
公式2
c=
QP = c ∗ S P ∗ F
β λ3
0.18
=
m= 0.98 88.4 770 m3/s β= 1.0 858 m3/s 1063 m3/s
m
5. 5.冲刷值的组合
以64-2简化式与65-2式组合: h p + hb = 7.33 m 以64-1修正式与65-1修正式组合: 第 4 页
桥涵水文大作业计算书
h p + hb = 现取定 h p + hb =
19.97 m 19.97 m m Ca ＝ 7.34 m 1 CA = 0.85
大桥水文计算书
大桥水文计算书
一、 流量计算
（一）形态断面
（1）98年洪水 洪水频率(%)Pm=
0.9110010
1001
=⨯+
（按98年为百年洪水计）
洪水位：67.3 (图中②) 河床比降（%） I= 0.045135
河槽糙率251
=c n 河滩糙率151
=t n
河槽过水面积（m2）Wc= 1364.734 河滩过水面积（m2）Wt= 31.9692 河槽湿周（m ）ρc= 158.5708 河滩湿周（m ）ρtc= 34.6464
河槽水力半径
8.61
Rc ==
c
c
W ρ
河槽水力半径
0.92Rt ==
t Wt
ρ
河槽平均流速(m/s) 2.23
R 1
Vc 21
32c ==I n c
河滩平均流速(m/s)0.003
Rt 1
Vt 21
32==I n t
河槽流量（m3/s ）Qc= Wc ×Vc= 3044.12 河滩流量（m3/s ）Qt= Wt ×Vt= 0.10
98年洪水流量（m3/s ）Q98= Qc+Qt = 3044.22
偏态系数Cs=1.92 偏态系数ΦT=3.6849
平均流量906.47
Φ1Q Q T 98
T98
=+=
v
C
（2）常年洪水 洪水频率(%)Pm=50 （按常年洪水为两年一遇计）
洪水位：64 (图中①) 河床比降（%） I= 0.045135
河槽糙率251
=c n 河滩糙率151
=t n
河槽过水面积（m2）Wc= 865.6289 河滩过水面积（m2）Wt=0 河槽湿周（m ）ρc= 150.3651
河槽水力半径
5.756847
Rc ==
c
c
W ρ
河槽平均流速(m/s) 1.706031
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2、水文计算
基本资料：桥位于此稳定河段，设计流量31%5500/S Q Q m s ==，设计水位
457.00S H m =，河槽流速 3.11/s c v m =，河槽流量3
C Q =4722m /s ，河槽宽度c B 159.98m =，河槽平均水深c h 9.49m =，天然桥下平均流速0 3.00/M v m s =,断
面平均流速=2.61m/s υ，水面宽度B=180m ，河岸凹凸岸曲率半径的平均值
R=430m ，桥下河槽最大水深12.39mc h m =。
2.1桥孔长度
根据我国公路桥梁最小桥孔净长度Lj 公式计算。
该桥在稳定河段，查表知K=0.84，n=0.90。有明显的河槽宽度Bc ，则有：
n
0.90
j s c c L =K (Q /Q )B =0.84(55004722)
159.98=154.16m ⨯÷⨯
换算成平面半径R=1500的圆曲线上最小桥孔净长度为154.23m 。
2.2桥孔布置图
根据河床断面形态，将左岸桥台桩号布置在K52+325.00。取4孔40m 预应力混凝土T 形梁为上部结构；钻孔灌注桩双柱式桥墩，桩径为1.6m ，墩径取1.4m ；各墩位置和桩号如图1所示；右桥台桩号为K52+485.00；该桥孔布置方案的桥孔净长度为155.80m 大于桥孔净长度154.23m ，故此桥孔布置方案是合理的。
2.3桥面最低高程
河槽弗汝德系数Fr= 2
2
3.119.809.49
=0.104c c v
gh ⨯=
＜1.0。即，设计流量为缓流。桥前出现
壅水而不出现桥墩迎水面的急流冲击高度。 2.3.1桥前壅水高度∆Z 和桥下壅水高度∆Zq
冲刷前桥下流速'
m υ=
5500
3.72/1609.493 1.49.49
Q s m s Aj
=
=⨯-⨯⨯
天然桥下平均流速v om =3.00m/s
自然淤积孔隙率n 为0.4，则天然空隙比e 取0.67，查表知d 50=3mm 冲刷前桥下流速：m
υ=
0.25
0.25
50
' 3.72
3.29' 3.7210.5(
1)
10.53
(
1)3.11
m
m c
v v d v -==+-+⨯⨯-m/s
系数
6.43
Ky=
0.50.5
0.530.1
0.1
=
=-
桥前最大壅水高度：∆Z=
22
2
2
6.430.53()(3.29 3.00)0.32229.8
m
om
K nK y v
v
g
⨯-=-=⨯m
桥下壅水高度取洪水和河床条件为一般情况，则：∆Zq=12
∆
Z=0.16m
2.3.2浪高∆h 2
计算风速为21.53m/s ，浪程内平均水深取河床平均水深8.60m ，汛期顺风向到达桥位断面形成的最大水面风距为1450m 。浪高计算如下：
2
2
9.800.02114
21.53
w
g v =
=
2
47.3009w v g
=
2
2
9.8145030.6553321.53
w
gD v ⨯=
=
2
2
9.808.600.181817821.53
w
g h v ⨯=
=
∆2h =
0.45
0.7
220.7
2
2
0.00180.13th 0.7th 0.13th 0.7=w w w w
gD v g h v g h v g
v ⎧⎫⎛⎫⎪⎪
⎪⎡⎤⎪⎪⎛⎫⎪⎪⎝
⎭⎢⎥⎨⎬ ⎪⎡⎤⎢⎥⎛⎫⎝⎭⎪⎪⎣⎦⎢⎥ ⎪⎪⎪⎢⎥⎝⎭⎪⎪⎣⎦⎩⎭
0.39m 。 因∆2h /h =0.39/8.60=0.047＜0.1，应取K F =2.42，则波浪高度：
∆h 2=K F ∆2h =2.42×0.39=0.94m
按《公路工程水文勘测设计规范》，静水面以上浪高取2/3的波浪高度计0.66∆h 2；另外，波浪在墩前被阻挡时，墩前波浪高度将雍高，近似取雍高值为0.2∆h 2，
这样，静水面以上的波浪高度为波浪全高的0.86倍，即0.86∆h 2=0.86×0.94=0.81m 。
2.3.3波浪坡面爬高和河岸凹岸超高
桥头路堤和导流堤顶面高程应计入波浪坡面爬高，按式he=K ∆KvR 0∆2h 计算。 桥位在河湾内，桥面最低高程应计入两岸超高的一半，即0.5∆h w 。 ∆h w =
2
2
2.611800.299.80430.00
v B gR
⨯=
=⨯m
凹岸对水流中线的超高为 0.5∆h w = 0.15 m
按设计洪水通过要求的桥面最低高程
H min =H s +0j h h h ∑∆+∆+∆= H s +0.5∆Z +0.86∆h 2+0.5∆h w +j h ∆+D h ∆
=457.00+0.16+0.81+0.15+0.5+2.70=461.32m
按Ⅵ-（1）级航道航道通航标准，要求的桥面最低高程
Ⅵ-（1）级航道最高通航水位的重现期为5年，对应最高通航水位，由p=1/5的流量即Q 20%，计算相应的水位H 20%求得H 20%=455.00；通航净空高度为6.00m ；通航净宽为30m 。
H min =H tn +H M +D h ∆=455.00+6.00+2.70=463.70m
以上计算结果表明，通航要求控制桥面高程，桥面最低高程确定为463.70m 。
2.4此冲刷为非粘性土河床冲刷，桥下断面一般冲刷后水深
h p
按一般冲刷64-2简化公式计算 h p = ()0.66
0.90
221.0411c m c B Q A
h Q B
λμ⎛⎫⎛
⎫
⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭
⎝
⎭
()0.66
0.90
5500159.981.04 1.3312.3919.85472210.02700.97159.98m ⎛⎫⎛⎫
=⨯⨯
⨯= ⎪ ⎪ ⎪-⨯⨯⎝⎭
⎝⎭
按一般冲刷64-1公式计算