公路斜交桥壅水特性

南水北调中线总干渠桥墩壅水影响分析_耿运生

第6卷第1期2008年2月南水北调与水利科技South to North Water T rans fers and W ater S cien ce &T ech nology V ol.6N o.1Feb.2008工程设计收稿日期:2006 12 26 修回日期:2006 12 30作者简介:耿运生(1973 ),男,河北东光人,工学硕士,一级注册结构工程师,高级工程师,主要从事水力学和水工结构的设计及科研工作。

南水北调中线总干渠桥墩壅水影响分析耿运生,乔裕民,李聚兴,杨建中,周玉涛(河北省水利水电第二勘测设计研究院,石家庄050021)摘要:桥梁建设多在天然河道进行,当桥墩阻水面积占河道过水面积的比例较小时,可以不考虑桥墩壅水影响。

南水北调干渠经常高水位运行,流速低,纵坡缓,桥梁壅水可能造成上游交叉建筑物输水能力降低以及渠顶超高不足和安全度的降低等问题。

现以某跨渠高速公路桥为例,以数值模拟为手段对桥墩的壅水影响进行分析,认为在缓纵坡渠道上桥墩壅水上游影响长度较大,如跨渠桥梁间距过小,可能引起连锁壅水。

桥梁设计时应尽量减小桥墩数量并避免斜交。

关键词:南水北调;桥梁;壅水;数值计算中图分类号:T V68;T V 222 文献标识码:A 文章编号:1672 1683(2008)01 0223 03Backwater Influence of Bridge Piers in Middle Route of South to North Water Transfer ProjectGENG Yun sh eng,QIAO Yu min,LI Ju xing,YANG J ian zh on g,ZH OU Yu tao(T he S ec ond De sig n and Resear ch Institute of W ater Con se rv ancy and H y d rop ow er of H ebei,S hij iaz huang 050021,China )Abstract:T her e alm ost have no back water influen ce w h en b ridge con structed in the natu ral river cou rse as the b ridge pier anti w ater area occupies th e river is small.T he main channel of the M iddle Line of South to North Water T ran sfer Project u sually run on high w ater mark,the speed of flow is low w ith gentle slope,the b ridge backw ater possibly reduce the flow capacity,causing the water overlapping an d decreas e the safety of ditch.This paper tak es the Qing hong hig hway b ridge as an exam ple,calculates the backw ater by nu merical simu lation,illu strates that the b ridge pier b ackw ater affects th e len gth to upstream larger in gen tle slope,if th e cross ditch bridge spacin g exces sively is s mall,w hich may cause th e chain like back water.In the des ign of th e bridge the n umbers of bridge pier should redu ce and oblique interconnection s hould avoid.Key words:South to North Water Transfer Project;bridge;b ackw ater;numerical computation1 问题的提出南水北调中线工程自上游丹江口陶岔枢纽至冀京界北拒马河采用明渠重力自流输水的运行方式,长1196km,进口流量350m 3/s,沿途通过分水口门分水,进入河北省境内流量235m 3/s,至北京设计流量为50m 3/s 。

斜交桥梁对山区航道通航水流条件的影响

第19卷第4期中国水运 Vol.19 No.4 2019年 4月 China Water Transport April 2019收稿日期：2019-03-05作者简介：赵忠伟（1982-），男，河海大学副教授，研究方向为海岸带资源与环境。

基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助（2016B03614）。

斜交桥梁对山区航道通航水流条件的影响赵忠伟1，袁帅2，马亮2（1.河海大学，江苏南京 210098；2.中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600）摘要：受地形和线位制约，很多山区桥梁采用斜交方式跨河，给航道通航安全造成很大压力。

为保证主航道通航安全，兰江特大桥斜跨兰江航道时拟采用扭转桥墩和增大引桥桥跨两种结构优化方案，以减小桥墩阻力作用和墩尾挑流造成的水流紊动效应。

本文结合二维数值模型，分析拟建兰江特大桥两种优化方案对桥位附近通航水流条件的改善效果。

研究结果表明：主墩轴线与斜交桥梁轴线垂直时，水流流向与主墩轴线夹角约为20°，由桥墩阻力和绕流作用导致流速变化的影响范围较广，主墩墩尾挑流作用明显；桥墩扭转后，主墩轴线与水流方向基本齐平，墩尾挑流得到明显改善；增大引桥桥跨后，桥墩阻水作用减弱，通航水流条件得到进一步改善。

关键词：山区航道；斜交桥梁；通航安全；数值模型；通航水流条件中图分类号：U611 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2019）04-0134-03桥梁斜跨河道时，一方面跨河距离拉长，需要增加桥墩，增大阻水面积；另一方面桥墩与水流存在夹角，容易引起河岸和堤防冲刷[1]。

尤其山区航道，地形复杂，河道弯曲狭长，河床坡降大，洪水历时短、峰值高、水流急[2-3]，斜跨桥梁给防洪和通航安全都会造成很大压力。

为减小桥梁斜跨时桥墩对航道水流的导控作用，拟建兰江特大桥拟采用增大桥跨和扭转桥墩两种方案改善通航水流条件，减缓墩柱束水和挑流作用对河床和堤岸的冲刷[4]。

斜交桥墩阻水特性数值模拟研究

位出口边界条件（＝１Ｉ。河底则概化为相同高Ｈ０１）Ｔ程的平面，高程为Ｈ＝０１。其ＩＴ
３结果分析
根据数值模拟成果，建桥前，区河段水流速度桥７～３０ｓ水建由（为２．０．０ｍ／，流分布较为均匀，桥后，１）
要：在桥梁设计中受地形地质、接线等原因影响，桥轴线有时不得不与河道斜交布置，常情况下桥墩墩轴线通
与桥轴线垂直布置，受此影响，桥墩墩轴线则与水流流向形成一定夹角ａ。二维数值模拟研究成果表明，同尺寸对桥墩，ａ越大则桥墩阻水比随之增大，由此引起的桥墩墩前壅水高度及范围，区流速变化幅度及范围、流宽度桥紊
２１水流连续方程．
分密度不同，中桥墩附近水流紊乱区域网格划分其较密，其余部分则网格划分较稀。根据本文研究内容，对不同斜交角度桥墩模型采用相同的边界条件，口边界条件采用流量进口人边界条件（Ｑ＝６０／）出口边界条件则采用水００ｍ３ｓ，
第３第２Ｏ卷期２１年４月０１
红水河
ＨｏｇｈｉｖｒｎＳｕｅＲｉ
Ｖｏ．０，．１３Ｎｏ２Ａｐ．０１ｒ２１
斜交桥墩阻水特性数值模拟研究
周勤，崇清，尹张湛
４０１）００６
（重庆交通大学西南水运工程科学研究所，重庆摘
２９
红水河２１年第２期０１
于桥墩对水流的束窄阻水作用，局部水流流态发使生变化，具体表现为：上游水位壅高，桥墩流速减小；

斜交桥梁对山区河流行洪影响分析

第16卷第4期2 0 1 8年8月水利与建筑工程学报 ^^Journal of Water Resources and Architectural Engineering Vol.16 No.4Au g. ,2018DOI：10.3969/j.issn.1672 -1144.2018.04.002斜交桥梁对山区河流行洪影响分析秦国帅\许士国S李文生2,刘瑀1(1.大连理工大学，辽宁大连116024;2.大连市水利建筑设计院，辽宁大连116021)摘要：为准确评估山区复杂工况条件下斜交桥梁对河流行洪的影响，建立M I KE21 FM水动力模型，以拟建浮渡河大桥为例，分析不同频率设计洪水条件下斜交桥梁对河流水位及流速的影响。

结果表明，急流条件下桥梁对河道水位壅高的影响较缓流条件下要大，并且随着斜交角度的增加而增加，在桥梁设计过程中应尽量保持桥梁轴线与水流方向正交，以减小桥墩对河道行洪的影响;拟建浮渡河大桥能够使河道水位壅高,桥下流速越大，并且随着洪峰流量的增大，水位壅高和流速增加越明显;受水流流态及斜交角度的影响,杨家沟铁路桥处水位壅高及流速增加均大于下游陈屯铁路桥;斜交桥梁对山区河流行洪影响需要引起重视。

关键词：斜交桥梁；山区河流；M I KE21 FM;洪水；影响中图分类号：TV122 文献标识码：A文章编号：1672—1144(2018)0—0006—05Influence of Skew Bridge on Flood Control in Mountain RiverQINGuoshuai1,XUShiguo1,LI Wensheng2,L I U Y u1(.Dalian University of Technology，Dalian,Liaoning 116024 ,China;(2.Dalian Water Conservancy Building Design Institute,Dalian,Liaoniny 116021 ,China)Abstract:To be tter evaluate the influence o f skew bridge on flood-control under complex drodynamic model w a established t o andyze the influence of proposed Fudu Rver bridges on under the flood of d i f f e r e n t frequency.T e r e s u l t s show^t h a t the backwater height inin slow flow condition a d backwater height increases with the bigger skew ange.In the bridge t h a t the bridge axs should better be orthogonal t o the directio n of water f l o w^,which could the r i v e r flood-control.Tie proposed skewbridge can make water l e v e l r i s e in f r o n t of the pier a d the flowvelocity increases under the bridge.T e backwater height a d the f l o w^velocit y increase as the flood increases.Due t o the f l o w^s t a t e a d the skew angle,increase of backwater height a d f l o w^veloc ity a t Yangiagou Bridge both are geater tha those a t Chentun Bridge.Influence of skew^bridge on flood-co ntrol should be f u l l y considered in mountain bridge dsign. Keywords：skew bridge;mountain river；MIKE 21 FM；flood;influence随着社会经济的发展，跨河桥梁建设的数量和规模越来越大，桥梁形式也越来越多样化。

公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2015)条文说明

公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2015)条文说明公路桥涵设计通用规范JTGD60-2015条文说明1总则1.0.1本次修订对公路桥涵设计原则进行了调整和修改。

近些年的桥梁安全事故，使桥梁工程设计者和管理者认识到结构物的安全、耐久是最基本的要求。

在保证安全和耐久的前提下，桥涵设计要优先考虑满足功能需求，即要满足“适用”的要求，再根据具体情况考虑环保、经济和美观的要求。

环保问题关系到社会的可持续发展，须给予高度重视。

1.0.3桥梁上的可变作用是随时间变化的，所以它的统计分析要用随机过程概率模型来描述。

随机过程所选择的时间域即为基准期。

根据《工程结构可靠性设计统一标准》(GB)的规定，公路桥涵结构的设计基准期取100年。

1.0.4设计使用年限是体现桥涵结构耐久性的重要指标，美国、英国、新西兰和日本等多国的桥梁设计规范对桥梁设计使用年限均有明确的规定。

现行《公路工程技术标准》(JTGB01)修订时综合考虑了国标的规定、公路功能、技术等级和桥涵重要性等因素，规定了桥涵主体结构和可更换部件设计使用年限的最低值。

本条规定与《公路工程技术标准》(JTGB01-2014)保持一致。

1.0.5本条中的桥涵分类标准采用了两个指标：一个是单孔跨径LK，用以反映桥涵的技术复杂程度；另一个是多孔跨径总长L，用以反映扶植规模。

本条与《公路工程技术标准》(JTGB01-2014)保持一致。

在肯定桥涵分类时，符合其中一个指标即可归类，存在差异时，可采取“就高不就低”的原则。

在计算桥梁长度时，曲线桥宜按弧长计，斜桥宜按斜长计。

1.0.7可持续开展已成为国内外工程界广泛关注的问题。

当前环境、资源对公路桥涵扶植的约束不竭强化，加快资源节约型、环境友好型行业扶植已成为行业转型开展的重要途径，为此，交通运输部合时地提出了“绿色交通”的开展战略，旨在将可持续开展的理念贯穿落实到交通运输开展的各个领域和各个环节。

增长本条规定一方面是贯彻国家和行业的宏观要求，另一方面将有助于提高设计人员对环境和资源的重视。

斜交桥下水流流向偏转角度的理论分析

斜交桥下水流流向偏转角度的理论分析李付军,张佰战,林桂宾(铁道科学研究院,北京 100081)摘要:我国现有铁路桥渡水文设计规范有关斜交桥的水力计算没有考虑桥下流向偏转的影响,从而影响计算精度。

将流体力学中圆柱绕流经典理论的成果推广应用于双圆柱桥墩的情况,假设单桥墩的绕流流场可以按照一定的规律叠加,推导出圆柱形墩斜交桥梁桥下水流流向偏转角度的计算公式。

分析表明,斜交桥下的水流流向偏转角度随斜交角度的增大先增大后减小,其极大值随压缩比的减小而增大。

公式经与前人的试验资料验证,一定范围内吻合良好,并依据公式更正了此前流向偏转角度随斜交角度的增大而增大的错误认识。

关键词:斜交桥;水流流向;偏转角;理论分析中图分类号:TV135 文献标识码:A 文章编号:1001-6791(2005)05-0634-04收稿日期:2004-06-17;修订日期:2004-10-01作者简介:李付军(1972-),男,湖北随州人,助理研究员,硕士,主要从事桥渡水文研究。

E -mail:lifujun@vip 1sina 1com 在我国东北、华北、西北和西南地区修建铁路,山区和部分平原地区,受桥梁两端地形地貌和已有建筑物限制,桥位不得不采用斜交布设方式。

桥位斜交会带来与正交情况下不同的斜交效应,使得斜交桥的壅水和冲刷计算方法中要考虑斜交角度的影响。

前苏联最早提出采用投影法进行斜交桥的壅水和孔径计算时,处理斜交角度影响的基本思想是:桥下净过水面积等于斜交桥天然过水面积在正交断面上的投影与所有桥墩在正交断面上的投影之差。

这样处理存在矛盾[1~3]:即随着斜交角度的增大,因投影到正交断面上的桥墩数目的增多,桥下净过水面积减小,当斜交角度很大时,可能接近于零,据此算出的桥前壅水会很大,桥下水流接近停止流动,这与实际不符。

投影法之后,我国科研工作者[4]在研究斜交桥壅水时,考虑过水面积的投影或流速的投影计算有效过水面积或有效流速。

大魁河大桥斜交桥墩附近水流特性研究_王珍

第11期2013年11月广东水利水电GUANGDONG WATEＲＲESOUＲCES AND HYDＲOPOWEＲNo .11Nov．2013大魁河大桥斜交桥墩附近水流特性研究王珍，赵吉国(广东省水利水电科学研究院，广东省水动力学应用研究重点实验室，广东广州510635)摘要：通过物理模型手段，测量各桥墩附近的水流流速、流向变化。

在此结果基础上，分析了与水流方向斜交的桥墩附近的水流特性。

结果表明:斜交桥位桥墩附近流态复杂，既有桥墩束水的一般规律，又呈现出特殊的规律。

在实际工程中，斜交桥位桥梁的防洪评价工作应开展物理模型试验研究，为项目审批提供更科学的依据。

关键词：斜交桥梁;桥墩近区;水流特性;物理模型中图分类号：U442.3文献标志码：B文章编号：1008－0112（2013）11－0017－04收稿日期：2013－07－05；修回日期：2013－07－29作者简介：王珍（1982），女，硕士，主要从事水利及港航工程的研究。

在城市铁路或公路中，桥位受到线路控制，往往不得不与桥下水流成很大的斜交角度跨越河道。

桥线斜交使得桥墩错落布置，即便桥墩轴线顺水流方向，其桥墩附近及相应河道内的水流特性与正交桥线有差异，而桥位斜交会带来与正交情况下不同的斜交效应，更使得河道壅水［1］、附近流速及流态［2－3］形成独特的规律，与正交情况大有不同。

拟研究的大魁河大桥跨越大魁河，防洪标准为100年一遇，大桥跨河部分线路为西南———东北走向，桥线方向与水流流向约呈40ʎ相交。

桥梁下部结构主墩采用双薄壁实心墩，墩长为8.1m ，墩厚为2.5m ，迎水面为半径为2m 的圆弧倒角，墩轴线与水流方向的夹角约为24ʎ。

边墩采用桩柱式桥墩，墩长为3.6m ，墩厚为2m ，四个角为半径为0.5m 的圆角，墩轴线与水流方向的夹角约为38ʎ。

阻水建筑物仅为桥墩，但主墩与边墩的形式不同，与水流的夹角也不相同。

阻水桥墩距离堤防较近，最近的主墩距离堤脚约为14m ，桥墩承台基础距大堤迎水面堤脚约为6 6.8m ，最近的边墩位于右岸河滩上，距右岸堤防外侧堤肩约为7 14m ，距离大堤堤脚约为4 8m 。

桥梁偏斜情况下河道水面线变化试验研究

（西大学土木建筑工程学院，西广广南宁
敏
５００）３０４
【摘要】针对桥梁的偏斜度、阻水比、单宽流量对河道水面线的影响，进行水工模型试验。通过对试验数据整理分析得出的主要结论是：单宽流量一定，最大壅水高度随偏斜度和阻水比Ａ的增大而增大，当０ ≤ ０、％≤Ａ。 ≤３。７ ≤ １％时，５最大壅水高度随偏斜度和阻水比增大的幅度较大，３。 ≤４。１％≤Ａ≤２％时，当０≤ ５、５０最大壅水高度随度较小；按常规的投影法计算斜交桥梁最大壅水高度值比试验值大５１％左右，％一０且偏斜度和阻水比增大的幅偏斜度越小，差值越大。【关键词】桥梁偏斜；型试验；面线变化模水【中图分类号】Ｔ１１Ｖ３．６【文献标识码］Ｂ［文章编号】１０．５０２１）５０４－３０３１１（０１０－０６０
局限性，最终也影响到斜交桥梁以及堤防工程建设
长度为２模拟坡降为３。．ｍ，５％的天然的河床，纵断面图如图ｌ示。在矩形玻璃水槽中心布设直径为所
８ｍ的木制圆形截面柱式墩模型，于断面两侧设ｍ并置桥台，量不同偏斜度、测阻水比、宽流量下建桥单前后的水面线变化规律，平面ｌ置图如图２试验布所示。
对桥梁偏斜情况下河道水面线变化的影响；改变偏斜度（分别为１￣２￣３￣４￣，复０、０、０、５）重
上述试验内容。

桥下壅水计算方法的理论分析

桥下壅水计算方法的理论分析
桥下壅水是指桥梁和桥下水面之间的水位差，它是桥梁及其两端的水位的差值。

它的计算方法是根据桥梁和桥下水面的高度差以及桥梁的梁宽和桥墩宽来计算的。

一般情况下，桥下壅水的计算公式可以表示为：桥下壅水=桥梁高度差×梁宽/桥墩宽。

其中，桥梁高度差是指桥梁和桥
下水面的高度差，梁宽是指梁的宽度，桥墩宽是指桥墩的宽度。

桥梁高度差和梁宽是桥下壅水计算中最重要的两个参数，桥梁高度差是指桥梁和桥下水面的高度差，是桥下壅水的直接影响因素。

梁宽是指梁的宽度，是桥下壅水的间接影响因素。

桥下壅水的计算也可以进一步细化，将桥梁高度差分为桥梁上部和桥梁下部，分别计算桥梁上部和桥梁下部的高度差，并将其相加，再乘以梁宽除以桥墩宽，即可得出桥下壅水。

要精确计算桥下壅水，还要考虑不同的水位变化情况，如桥梁上下水位的变化等。

以上就是桥下壅水计算方法的理论分析。

桥下壅水的计算方法不仅可以用于桥梁的设计，也可以用于桥梁的维修和检测。

通过正确的计算，可以有效防止桥梁损坏，提高桥梁的安全性和使用寿命。

南水北调中线总干渠桥墩壅水影响分析_耿运生

第6卷第1期2008年2月南水北调与水利科技South to North Water T rans fers and W ater S cien ce &T ech nology V ol.6N o.1Feb.2008工程设计收稿日期:2006 12 26 修回日期:2006 12 30作者简介:耿运生(1973 ),男,河北东光人,工学硕士,一级注册结构工程师,高级工程师,主要从事水力学和水工结构的设计及科研工作。

南水北调中线总干渠桥墩壅水影响分析耿运生,乔裕民,李聚兴,杨建中,周玉涛(河北省水利水电第二勘测设计研究院,石家庄050021)摘要:桥梁建设多在天然河道进行,当桥墩阻水面积占河道过水面积的比例较小时,可以不考虑桥墩壅水影响。

南水北调干渠经常高水位运行,流速低,纵坡缓,桥梁壅水可能造成上游交叉建筑物输水能力降低以及渠顶超高不足和安全度的降低等问题。

现以某跨渠高速公路桥为例,以数值模拟为手段对桥墩的壅水影响进行分析,认为在缓纵坡渠道上桥墩壅水上游影响长度较大,如跨渠桥梁间距过小,可能引起连锁壅水。

桥梁设计时应尽量减小桥墩数量并避免斜交。

关键词:南水北调;桥梁;壅水;数值计算中图分类号:T V68;T V 222 文献标识码:A 文章编号:1672 1683(2008)01 0223 03Backwater Influence of Bridge Piers in Middle Route of South to North Water Transfer ProjectGENG Yun sh eng,QIAO Yu min,LI Ju xing,YANG J ian zh on g,ZH OU Yu tao(T he S ec ond De sig n and Resear ch Institute of W ater Con se rv ancy and H y d rop ow er of H ebei,S hij iaz huang 050021,China )Abstract:T her e alm ost have no back water influen ce w h en b ridge con structed in the natu ral river cou rse as the b ridge pier anti w ater area occupies th e river is small.T he main channel of the M iddle Line of South to North Water T ran sfer Project u sually run on high w ater mark,the speed of flow is low w ith gentle slope,the b ridge backw ater possibly reduce the flow capacity,causing the water overlapping an d decreas e the safety of ditch.This paper tak es the Qing hong hig hway b ridge as an exam ple,calculates the backw ater by nu merical simu lation,illu strates that the b ridge pier b ackw ater affects th e len gth to upstream larger in gen tle slope,if th e cross ditch bridge spacin g exces sively is s mall,w hich may cause th e chain like back water.In the des ign of th e bridge the n umbers of bridge pier should redu ce and oblique interconnection s hould avoid.Key words:South to North Water Transfer Project;bridge;b ackw ater;numerical computation1 问题的提出南水北调中线工程自上游丹江口陶岔枢纽至冀京界北拒马河采用明渠重力自流输水的运行方式,长1196km,进口流量350m 3/s,沿途通过分水口门分水,进入河北省境内流量235m 3/s,至北京设计流量为50m 3/s 。

斜交跨河桥梁对河道冲刷的影响分析

1. 问题提出
鉴于南水北调中线工程南沙河倒虹吸所在河段的河势、冲淤变化、行洪口门宽度及防护工程设计均按现状条件进行分析确定，增加小角度的斜交桥梁后，势必对河道河势、河床冲淤等产生影响，进而影响南水北调倒虹吸工程的安全，为确保南水北调工程安全，提出了斜交桥梁对河道冲刷及南水北调倒虹吸工程安全影响的研究课题。
深度分别为 3.0m、3.0m 和 3.5m，该段区域需要施工时重点防护。淤积主要发生在桥墩上游偏河道左岸，因近岸处水深小、流速低且地势较高，故会产生淤积，这也是近岸桥墩局部冲刷深度较小的原因。在桥墩下游，由于桥墩阻水使得流速降低，也产生一定程度的淤积。
图 1 300 年一遇洪水北汊河道冲刷范围图
注：负数表示冲刷正数表示淤积 3.2 结果分析由图 1 可知，由于跨河桥梁的存
在，加剧了河道的冲刷，对倒虹吸的影响范围主要集中在桥与倒虹吸交叉点附近至北岸之间的 630m 范围内，且越向北冲刷深度增加值越大，最大冲刷深度增加 3.5m，对倒虹吸工程安全影响较大，靠近中间明渠（倒虹吸进口导流堤附近）的倒虹吸轴线上，河床淤积较为明显，这说明跨河桥的修建，改变了现状条件下河道的水流流势，河道主流被强制导向北侧。引起河道洪水主流北移和桥梁下游冲刷加剧的原因是跨河桥梁与河道主流斜交，且桥梁采用斜交正做的布置方式，桥墩强制改变了水流方向，同时桥墩布置形式进一步束窄过水断面，导致桥墩侧面流速增大，加剧下游河道的冲刷。

公路斜交桥壅水特性

公路斜交桥壅水特性第1期2007年3月水利水运工程HYDRO-SCIEI~fCEANDENGDEERDGNo.1Mar.2007公路斜交桥壅水特性孙东坡,杨苏汀,宋永军,郎兴学(华北水利水电学院水利学院,河南郑州450011)摘要:应用合共公路桥的概化模型试验研究了斜交桥的阻水特性,壅水高度.通过对桥位附近的实测水位与水流三维流速分布及紊动特性的比较分析,改进了计算斜交桥壅水的方法,并给出阻水宽度折算系数.经验证,斜交桥修正计算流速和壅水值与概化模型试验的实测值较为吻合.关键词:脉动强度;壅水高度;概化模型试验;宽度折算系数;斜交桥中图分类号:U442.33文献标识码:A文章编号:1009—640X(2(~)01—0041—06 BackwatercharacteristicsofspeedwayskewbridgesSUNDong-po,Y ANGSu—ting,SONGY ong-jun,LANGXing-xue (CollegeofWaterConservancy,NorthChinaInstituteofWaterConservancyandHydroelect ricPower,Zhengzhou450011,China)Abstract:Theblockwatercharacteristicsandbackwaterheightofskewbridgesareexperime ntallystudiedwiththesketchmodeloftheHegongbridgeofaspeedway.Bycomparingandanalyzingthemeasured waterlevel,three—dimensionalvelocitydistributionandturbulentcharacteraroundthebridgelocation,thecalculationmethodforthe backwaterofskewbridgesisimprovedandthereductionfactorofblockwaterwidthispresent ed.V erification resultsshowthatthecorrectedvelocityandbackwaterheightagreewellwiththemeasuredval uesinthesketchmode】test.Keywords:fluctuationstrength;backwaterheight;sketchmodeltest;reductionfactorofwidt h;skewbridge受地形,水文条件和公路走向的制约,许多公路桥的桥位往往不得不设计成与河渠斜交的型式.通常,由于桥梁的墩台阻水,将减小桥墩之间的有效过水面积,增加桥位下的单宽流量,使桥位附近的上游水面升高形成桥前壅水.斜交桥的桥墩阻水作用涉及的因素更加复杂.桥墩的墩形和布置形式,桥位与河渠斜交的角度以及水流,河床边界条件均会影响桥位的壅水计算.目前,涉及斜交桥对河道水流内部结构影响的研究成果还相对较少.因此,进一步研究和改进斜交桥的壅水计算式,对提高斜交桥的水力设计精度十分必要.拟建的合共高速公路大桥穿越滞洪区,且与滞洪区主河槽斜交.桥长2709m,桥宽27m.桥在主河槽中一联4墩,桥墩的间距为10m.本文通过合共公路桥的概化模型试验,探讨斜交桥的壅水特性及壅水高度计算方法.1合共斜交桥设计洪水条件合共公路斜交桥的设计洪水频率为300年一遇,根据当地水文站51年水文资料进行洪水流量的频率计收稿日期:2006—07—07作者简介:孙东坡(1950一),男,河南开封人,教授,硕士,主要从事河流动力学及环境水利学的教学与科研工作42水利水运工程2007年3月算,选用参数c=1.6,c/c=2.1.设计洪峰流量为4090m/s,由水位流量关系计算得桥位处相应的洪峰水位为77.0m.由于桥位河段的河道为宽浅式,故河道的水力半径可近似等于平均水深.主槽和滩地分别取不同阻力条件(糙率).河道滩槽总流量按下式计算:Q=Q+Q=A:i+Ai(1),0c,0I式中:Q为主槽流量;Q为滩地流量;A,A分别为主槽和滩地的过水断面面积;根据洪痕调查得洪水水面比降i=0.000223,计算得河道主槽糙率n=0.031,河道滩地糙率n=0.081.2斜交桥墩阻水影响的试验研究为研究斜交桥壅水计算中斜交桥墩的阻水影响,进行了合共公路斜交桥的概化模拟试验.模拟河道流速为1—3m/s,桥墩连线与水流流向的夹角分别为0.,15.,30.和45.时,通过观测设定的测线水位,流速和桥墩尾流,了解斜交桥墩对水流的阻滞作用,分析桥位附近河道水流的流场流态及水流紊动特性,进而探讨斜交桥墩对水流结构的影响程度,流态及水流紊动特性.应用合共桥概化模拟试验中不同斜交角下,桥前壅水高度实测值与计算值的对比分析,对现有的斜交桥壅水计算式进行了修正. 2.1概化试验条件与主要试验参数合共桥概化模型试验使用的矩形断面玻璃水槽长20m,高0.6In,宽0.8m.水槽的尾门可调节水深.采用重力相似准则,并满足紊动阻力相似条件,按正态定床局部概化设计模型.模型的长度比尺为40,流速比尺为6.32,糙率比尺为1.849.根据合共桥的设计资料,计算得模型桥墩直径d=5cm,桥墩连线上的墩间距为4d.试验中,桥墩连线与水流主流向夹角(斜交角)分别取为0.,15.,30.和45..试验中用测针和水准仪测量水位,采用红外旋桨流速仪和ADV测速仪测量水流流速,由矩形薄壁堰控制流量.合共桥概化模型试验中桥墩的平面布置见图1.×墩柱周围测速点●墩柱一一一测速断面图1试验模型的桥墩平面布置2.2斜交桥概化试验结果分析2.2.1桥位附近流态和流速分布按设计要求,试验流量Q=40L/s,控制水深分别为15,20和25cm,试验水温约为10℃,水流雷诺数Re=20883～38284,水流处于缓流状态,水流弗劳德数Fr=0.128～0.412.试验中观察表明,在不同的水槽水深和斜交角条件下,通过桥墩的水流均会受到桥墩不同程度的阻水影响.水流流线在各墩柱间收缩,墩柱的上游产生涌浪,水位有所壅高.墩柱的两侧的绕流使水流受到挤压,流速加大.形成局部水面跌落与回升.流线在墩柱的下游扩散,形成尾流漩涡区,墩柱尾流内部水流结构紊乱.上游墩柱的尾流对下游墩柱的水流有很大影响,但随着桥墩连线与水流主流向夹角的增大而逐渐减弱.为分析斜交桥桥墩附近水流流态及其紊动结构,采用ADV流速仪对水槽中各测速断面进行横向流速的观测.结果表明,桥位上游的横向流速分布受桥墩壅水的影响较小,但在接近桥墩(距I号墩柱小于2d)时,因桥墩对水流的扰动,使流速沿横断面呈鞍形分布,即桥墩左右两侧流速大,正对桥墩迎流部位的流速小.在4连桥墩的情况下,流场流速受斜交角的影响很大.当=0o和15.时,过流通道主要集中在4连桥墩左右第1期孙东坡,等:公路斜交桥壅水特性43的外侧,且流速较大;4连桥墩间的流速小,且过流能力很弱(见图2(a)).当=30.和45.时,4连桥墩左右的外侧和各桥墩间均成为过流通道,沿河宽呈现4连桥墩外侧流速大,4连桥墩间流速大小交替的分布(见图2(b)).桥墩处断面流速均值大于墩前断面,各墩柱的尾流区内均有反向流速.水流过桥墩后经逐渐调整.在下游距Ⅳ号大于10d后,断面流速便基本恢复正常.试验还表明,水槽边壁对桥墩绕流的影响不大.妄U,褪星颦纵向距离/cm(a)a=15.图2桥墩附近流场Fig.2V elocityfieldaroundthepiers纵向距离/cm(b)a=30.可见,在各墩柱后尾流区的流速甚至出现负值,但桥墩横排轴线断面流速的均值高于墩前断面,过桥墩后的水流流速经逐渐调整,至墩后10d处断面流速基本恢复正常.实测流速分布表明,由于玻璃水槽边壁对桥墩绕流的影响不大,故桥墩附近的流场能较好地反映斜交桥的水流特性.为研究桥墩对流速垂线分布的影响,在每个墩柱周围(距墩柱轴心1.3d)布置4条测流速的垂线(参见图1).I～Ⅳ号墩柱前方的测线按1～4,墩柱左侧边的的测线按5～8,墩柱右侧边的的测线按9～12,墩柱后方的测线按13～16分别编号.采用ADV流速仪测量水槽中布置和不布置桥墩时,各测流垂线上不同水深点处的三维瞬时流速.其结果表明,水槽中布置桥墩后,改变了各测线上三维瞬时流速垂线分布.并且,处于墩柱非尾流区和尾流区测线的流速垂线分布规律也不同.将分别处于非尾流区和尾流区的1,16测线流速u.,u.与水槽中不布置桥墩时的测线流速u,u的流速垂线分布进行对比(见图3,图4).u.,u和u的纵向流速分量uu和u.的垂线分布均比较相似,且接近二次函数曲线形式;横向与垂向流速分量u.,u.,//'1'6,uUlz,UI6:沿垂线变化不明显,仅底部边界附近有波动.在桥墩后的尾流区,因受不同深度漩涡紊动的影响,u.的3个流速分量的垂线分布均有较大波动(见图4).比较桥墩周围各测线流速的垂线平均值后表明:纵向流速1>/)Ix/)16>16;横向流速1>/)1:>1;垂向流速1>/)16:≈>,图3流速u.,//~1'的三维分量的垂线分布对比Fig.3Comparisonofverticaldistributionof3-Dvelocityprofileof"land"lS,隧*霞图4流速u,u的三维分量的垂线分布对比Fig.4Comparisonofverticaldistributionof3-Dvelocityprofileof"l6and/ZI'62.2.2墩柱附近水流紊动特性通常用脉动强度表示水流的紊动特性.水流中某点i 方向的脉动强度分量可表示为i:√,若取该点所在垂线方向流速的最大值为Ui则该点的相对脉动强度为.=./U;同时,该点的平均脉动强度为=√寺(u,2+u21,+u,2),而垂线平均脉动强度则为亩l//^?f 一一一144水利水运工程2007年3月为分析斜交角对各墩柱之间水流紊动的影响,统计桥墩连线与水流主流向呈不同斜交角时,各测线的平均脉动强度见图5.可见,4个墩柱的水流紊动强度各不相同.居中的Ⅱ与Ⅲ号墩因受其他墩柱的干扰,垂线平均脉动强度较大;而I与Ⅳ号墩则相对较小.斜交角对不同区域的水流紊动强度有不同的影响.1～12测线的垂线平均脉动强度随斜交角的增大而减小,而尾流区的l3～16测线则与之相反,其垂线平均脉动强度明显大于其他测线.桥墩区水流的脉动强度的垂线分布分为两种情况.(1),和:沿垂线变化的趋势较为相似;(2)非尾流区和图5墩柱周边测线脉动强度Fig.5Fluctuationstrengthalongthemeasuringlinesaroundthepiers尾流区的脉动强度分布规律有所不同.在非尾流区,,和在近壁区波动较大,和非尾流区测点各自的,:沿垂线变化趋势相似.图6中的,和在0～0.15h处变动幅度较大,在y/h=0.06～0.10处达到最大值,且T>T>T,在y/h>0.15的区域,,和的变幅均很小(见图6);在尾流区,,和分布曲线上有许多拐点,表明不同流层中的尾流漩涡影响了脉动强度的垂线分布,且值和变幅明显大于,Tz(见图7).,芒蛮O.6O.4O2.1Ol23456相对脉动强度图6非尾流区相对脉动强度垂线分布Fig.6V erticaldistributionoftherelativefluctuation strengthoutsidethetailflowareaS,曩O.51.O1.5相对脉动强度图7尾流区相对脉动强度垂线分布Fig.7V erticaldistributionoftherelativefluctuationstrengthinthetailflowarea2.2.3最大壅水高度试验表明,在设计流量下,斜交角o/相同而来流的弗劳德数Fr(水深)不同时,桥前最大壅水高度随Fr的增大而增大,且变化较为明显;斜交角o/不同而Fr相同时,桥位下最大壅水高度随o/的增大而增大;0.≤≤15.时,增加较为明显,15.≤O/≤45.时,增加趋势趋于平缓,前者变率约为后者的3～4倍.伴随斜交角Ot的改变,桥墩相对位置,水流绕流方式也均相应变化,致使最大壅水高度出现的位置也在改变.斜交角O/=0.,15.时,壅水峰点出现在I号墩柱前;斜交角O/=30.,45.时,壅水峰点出现在Ⅳ号墩柱前.试验中实测的不同斜交角,不同水深对应的桥墩前最大壅水高度见表1.表1概化模型试验实测与用(2)式计算的桥前最大壅水高度Tab.1Maximalbackwaterheightofmodelexperimentandformula(2)calculation若采用《公路桥位勘测设计规范》中的计算式计算桥前最大壅水高度为第1期孙东坡,等:公路斜交桥壅水特性45AZ=(一)(2)g式中:AZ为桥前最大壅水高度(m);K为壅水系数;g为重力加速度(m/s);为桥位下平均流速(m/s);.为未建桥时桥址处平均流速(m/s).将(2)式计算得到的桥前最大壅水高度(见表I)与概化模型试验的实测结果相比较后,可见,两者的结果甚不一致,且(2)式的计算值普遍大于概化模型试验值.此外,在桥位附近的断面,采用折算阻水宽度(面积)计算出的流速也普遍比概化模型试验实测的流速大.这均说明现行折算阻水宽度的计算偏大.由表I可见,概化模型试验实测值与(2)式计算值之差随斜交角的增加而增大.其原因为:①现行的各桥前壅水计算式仅在=0.时,壅水计算值与试验值才吻合;②有关斜交桥的实测资料和本文的试验结果均表明,计算折算阻水宽度的投影法理论有缺陷,桥墩绕流对水流的阻滞及漩涡扰动作用,不能简单用墩柱直径的投影反映.综上分析,需要对现有的斜交桥壅水计算式进行修正.为了保持与现有桥梁壅水计算方法的连续性,笔者仍采用(2)式并引入宽度折算系数(实际折算宽度B/原折算宽度B),以修正斜交桥墩的阻水宽度.本文的概化模型试验表明,宽度折算系数与斜交角有关.由回归分析随机变量宽度折算系数与自变量斜交角的相关关系得到的宽度折算系数的计算式为:(3)据此,结合水槽试验中的水深条件,重新计算斜交桥墩的阻水宽度见表2.由于合理地修正了阻水宽度,桥位下的流速与模型中实测的流速就一致了,斜交桥壅水高度计算值与试验实测值也就吻合表2不同斜交角的宽度折算系数,修正的桥墩阻水宽度和流速Tab.2Correctionofthehydraulicelementsofskewbridges注:Vm为修正后桥位下平均流速=流量/(断面总面积一修正后的桥墩阻水面积);V 为试验实测的桥位下断面平均流速3斜交桥壅水计算实例3.1阻水面积计算合共大桥与滞洪区的主流呈斜交.桥墩连线与河道主槽的夹角=30..桥位处300年一遇洪水流量为4090m/s,对应的洪水位为77.0m.单排斜交桥墩的阻水宽度B=4B=4d(单排正交桥墩的阻水宽度B=d).桥墩阻水面积的计算式为80A=Bh(4)1l式中:为第i排桥墩阻水宽度修正系数;B为第排桥墩阻水宽度,h为第i排桥墩所处主槽或滩地的平均水深.3.2壅水高度,影响长度及安全校核计算根据《公路桥位勘测设计规范》,现采用(2)式计算合共大桥的壅水高度.设计流量(300年一遇洪水流量为4090m/s)下合共大桥桥址处上游最大壅水高度为0.147m.据水文分析,合共桥河段洪水水面比降54≤≤5234—C2783+l=2S062l一.==为数系关相的式算该46水利水运工程2007年3月i=0.000223.桥址壅水对河道的影响长度L=2AZ/i(5)式中:￡为河道壅水曲线全长(m),即指桥址处河道最大壅水峰断面至壅水为零的断面之间的直线距离;△z为最大壅水高度;i为水面比降.据此,计算得建桥后对河道上游回水的影响长度见表3.表3设计流量下合共斜交桥的壅水影响长度Tab.3BackwaterlengthoftheHegongbridgewiththedesigndischarge注:Q为设计流量;ve为设计流速;为考虑冲刷引入的流速折减系数;为定床壅水系数(可采用河槽平均流速);K为考虑河床冲刷的壅水修正系数;其余符号意义同前.合共桥附近的设计风速V=17.1m/s.根据河道地形取计算浪程为1～2km,按《公路桥位勘测设计规范》计算得斜交桥址处的波浪高度h=0.53～0.68m.按规范要求,桥下净空△^,:0.5m,可计算得桥底部最低的高程应限制为H…=H尸+△Z+(2/3)h61%+Ah,:78.10m已知合共桥设计的全桥梁底最低高程为79.72m.故壅水计算表明,该桥梁梁底高程的设计能满足非通航河流桥下净空要求...4结语(1)斜交桥概化模型试验表明,桥墩连线与水流主流向的交角a相同,水流弗劳德数n(水深)不同时,桥前最大壅水高度与Fr呈单调增大关系,且变化较为明显.a不同,n相同时,桥前最大壅水高度随n的增大而增大,0≤a≤15.时增加较为明显,15.≤口≤45.时增加趋势趋于平缓,前者变率是后者的3～4倍.随着斜交角Ot的增大,壅水峰点的位置后移.(2)概化模型试验中实测的三维流速分布表明,桥墩附近流速的横向分布沿河宽随斜交角Ot的变化呈不同的分布形态.桥墩周围尾流区,非尾流区测线流速和相对脉动强度的垂线分布差别较大,尾流区测线脉动强度明显大于其他测线.同时,不同流层中的尾流漩涡会影响尾流区脉动强度的垂线分布.斜交角a不同时,各墩柱附近的水流紊动强度也不同.(3)仅采用投影法处理斜交桥墩绕流对水流的阻滞及漩涡扰动作用是不完善的.斜交桥桥墩阻水宽度的计算必须根据斜交角a进行修正.本文基于斜交桥概化模型试验提出的(3)式,可用以修正斜交桥的阻水宽度,从而使桥前的壅水高度计算更为合理.(4)用本文的斜交桥壅水修正计算方法计算的合共大桥桥址上游最大壅水高度,壅水影响长度表明,设计桥梁底最低高程能满足非通航河流桥下净空要求,参考文献:[1]刘有录.桥渡[M].郑州:黄河水利出版社,1995.112—130.[2]李付军,张佰战.桥渡壅水计算[J].桥梁,2005,(5):43—45.[3]拾兵,贺如泓,于诰方.斜交桥渡的壅水及设计计算[J].水科学进展,2001,12(2):201—205.[4]季日臣,刘有录,宁贵霞.多线大角度斜交桥渡模型试验研究与工程实践[J].城市道桥与防,2005,(4):106—108【5]JTJ062—91,公路桥位勘测设计规范[s].[6]田向东,潘飞.跨河桥梁对河道防洪影响与评价[J],安徽水利科技,2002,(1):47—48.[7]何小花,陈立,王鑫.桥墩紊流宽度的试验研究[J].水利水运工程,2006,(3):49—53.。

《斜交板桥》课件

THANKS
感谢观看
复合材料
利用复合材料如碳纤维、玻璃纤维等，增强斜交板桥的结构性光纤等，实现斜交板桥的自适应调节和智能化监控。
新技术的应用
数值模拟技术
01
利用数值模拟技术进行斜交板桥的结构分析和优化设计，提高
设计效率。
3D打印技术
02
应用3D打印技术制造斜交板桥的预制构件，实现个性化定制和
快速建造。
健康监测技术
03
采用无线传感器网络和大数据分析等健康监测技术，实时监测
斜交板桥的结构状态，为维修保养提供科学依据。
绿色环保设计
节能设计
优化斜交板桥的结构设计，降低能耗和资源消耗，实现节能减排。
生态保护
在斜交板桥的设计中考虑生态保护，减少对周边环境的破坏和污染。
可再生能源利用
利用太阳能、风能等可再生能源为斜交板桥供电，实现绿色能源利用。
景观桥梁
为了满足景观要求，一些景观桥梁也采用斜交板桥结构，以增加桥梁的美观性。
02
斜交板桥的设计与构造
设计原则
结构安全
斜交板桥的设计应确保结构安全，满足承载能
力和稳定性要求。
经济性
在满足安全性和功能性的前提下，应尽量降低斜交板桥的造价，提高
经济性。
耐久性
斜交板桥的设计应考虑材料的耐久性和防腐性能，以延长桥梁的使用
寿命。
环保性
设计时应考虑斜交板桥对环境的影响，尽量减少对周围生态环境的破
坏。
构造材料
混凝土
混凝土是斜交板桥的主要构造材料，具有抗压强度高、耐久性好
等优点。
钢材
钢材用于斜交板桥的支撑结构和连接部位，具有强度高、塑性好等优点。

下穿铁路斜交框架桥运营阶段力学特性及影响因素分析

下穿铁路斜交框架桥运营阶段力学特性及影响因素分析下穿铁路斜交框架桥是一种常见的桥梁结构，广泛应用于铁路和公路交叉的地方。

在桥梁的运营阶段，桥体的力学特性对桥梁的安全运行起着重要的作用。

本文将分析下穿铁路斜交框架桥在运营阶段的力学特性及影响因素。

第一部分: 介绍下穿铁路斜交框架桥是跨越铁路的公路桥梁，主要由斜交桥墩、主体梁和隔离带组成。

桥梁在运营阶段承受着来自交通荷载、地震力和自重等多种力的作用。

了解桥梁在运营阶段的力学特性对进行合理的维护和管理至关重要。

第二部分：力学特性分析1.受力分析下穿铁路斜交框架桥在运营阶段受到了来自交通荷载的作用，荷载主要通过桥面板传递到墩柱和地基上。

除此之外，地震力也是影响桥梁的重要因素。

桥梁需要具备足够的刚度和承载能力，以抵御外部荷载和地震力的作用，确保桥梁的安全运行。

2.挠度分析桥梁的挠度是衡量其刚度和稳定性的重要指标之一。

在实际运营过程中，桥梁会因为荷载的作用而产生挠度变形，影响桥梁的使用寿命和安全性。

因此，对桥梁的挠度进行监测和评估，以及及时采取措施进行维修和加固，对于保证桥梁的正常运营非常重要。

第三部分：影响因素分析1.荷载桥梁在运营阶段承受着不同的交通荷载，包括车辆的动态荷载和静态荷载。

车辆的荷载大小和分布对桥梁的力学特性有着直接的影响。

因此，合理的荷载计算和评估是保证桥梁安全的基础。

2.材料和结构桥梁的材料和结构对其力学特性起着决定性的作用。

不同种类的材料和结构具有不同的抗荷载能力和刚度特性。

因此，选择合适的材料和结构设计，以及合理的施工工艺，对桥梁的力学特性至关重要。

3.地震力地震是影响桥梁安全的重要因素之一。

地震力的大小和作用方式会对桥梁的振动特性产生重要影响。

因此，在桥梁设计和施工过程中应充分考虑地震力的影响，并采取相应的设计和加固措施。

第四部分：结论下穿铁路斜交框架桥在运营阶段的力学特性和影响因素对桥梁的安全运行起着重要的作用。

正确评估桥梁的受力情况，合理选择材料和结构设计，加强地震力的考虑是保证桥梁安全的关键。

基于数值模拟的斜交桥渡壅水计算

基于数值模拟的斜交桥渡壅水计算作者：吴玲玲余振黄华忠来源：《科技视界》 2014年第11期吴玲玲1 余振2 黄华忠1（1.成都水文水资源勘测局，四川成都 610030；2.泛华建设集团有限公司四川设计分公司，四川成都 610000）【摘要】由于受桥梁阻水作用及河道天然状况、来水条件、桥墩结构、桥址位置等多方面影响，桥梁建设对河道的影响作用非常复杂，而多线斜交桥的桥墩对水流流态的影响则更是复杂，从目前研究现状来看，还需要对其进行系统的试验和理论研究。

本文以新建铁路跨河桥渡为例，利用求解平面二维水流模型的SMS软件，建立了适用于桥墩壅水计算的平面二维数学模型，进行数值模拟计算，来模拟多线斜交桥渡河段的二维水流流场。

计算出修建桥渡后的河段过流能力、壅水高度、河段冲刷等数值，对照实际观测数据，表明该模型能够模拟多线斜交桥的桥墩壅水的变化情况，从而为多线斜交桥渡的设计提供合理依据。

【关键词】斜交桥；壅水；二维数值模拟作者简介：吴玲玲（1982—），女，汉族，四川成都人，2008年毕业于四川大学水文学及水资源专业，工学硕士，工程师，现主要从事水文水资源方面的工作。

1 问题的提出新建铁路、公路等各跨河大桥行洪论证及河势稳定评价设计工作中，有不少桥梁是斜交的。

按通常的斜交桥孔径计算方法，桥下净过水面积等于斜交桥天然过水面积减去所有桥墩在正交断面上的投影面积。

这种计算方法，随着斜交桥角度的增大，因投影到正交断面上的桥墩数目的增多，桥下净过水面积减小；当斜交角度过大时，桥下净过水面积可能接近于零，也就是当水流经过桥墩时，由于桥墩与水流几乎垂直，而阻止水流的通过，故据此计算出的桥前壅水很大，但实际上水流绕桥墩而过，仍川流不息。

显而易见，传统投影方法计算斜交桥的壅水时，存在理论上的缺陷。

多线斜交桥的桥渡选线在山区铁路中常常遇到，但由于它的水力学计算迄今为止研究甚少，致使设计中许多情况下不敢采用稍大一些的斜交角度，而改用其他耗费投资的绕行方案。

斜交桥对河势的影响分析

斜交桥对河势的影响分析摘要：在斜交桥工程防洪评价报告中，应重点分析评价其对水流流向、河势的影响，必要时提出防治措施。

对斜交桥阻水宽度的计算方法进行了分析，探讨了斜交桥的桥墩、路坝对河势的影响。

关键词：斜交桥；阻水宽度；河势影响；流线变化近年来，随着我国经济社会的快速发展，越来越重视城市化的建设与发展，并且在相关政策与资金方面都给予了大力的支持。

尤其是在南方地区的发展中，所分布的河流比较密集，加强对桥梁工程的建设，也成为了道路跨河的重要形式。

但是在实施的过程中，难免会出现桥梁与河道之间的垂直相交、斜交两种形式，增加了建设的难度，对后期的使用效果也造成了一定的影响。

为了能够确保两岸路线之间的顺畅流通，也使斜交桥被广泛地应用。

那么与正交桥相比较，其斜交桥的建筑物由于不在同一的横断面上，就会对水流产生复杂的影响。

我国对桥梁工程的建设与发展，也加大了研究力度，尤其是针对防洪评价工作，对斜交桥梁的设计，主要遵循着安全、实用的原则，但是却忽视了对河势影响的考虑。

因此，本文主要是针对具体的工程项目，对斜交桥的阻水宽度计算、河势影响分析与方法的论述，能够为供斜交桥的设计人员与防洪评价人员提供有利的参考价值。

1、项目概况该建设项目主要的地理位置是在耒水中下游的相市乡，位于白鱼潭库区范围内37km位置处。

其自身的特点是变截面连续箱桥，从左至右其上部构造为2×30米（T梁）+（70+120+70）米变截面连续箱梁+8×30米（T梁），下部为矩形墩及圆柱墩配桩基础，桥台采用扶壁式台配桩基础。

桥长566.28m，与耒水水流方向斜交81°。

2、阻水宽度计算对于阻水宽度的计算，其主要是针对于桥墩、桥台、路坝的阻水宽度合理的计算，针对实际情况综合分析。

而对于建桥后的过水净宽计算，是以现状河道宽度值减去桥下阻水宽度值，所得的净宽度值为桥梁工程防洪评价中计算桥下过水能力、壅水高度、桥下冲刷等重要依据。

但是，在计算的过程中，受到了斜交桥建筑物横断面的影响，如果只是依靠投影法，把斜交桥能够投影到河流横断面上，然后对其进行阻水宽度的计算，这样的计算成果难以确保数值的准确性与科学性，而且，会夸大受到阻水作用的影响。

第九讲_斜交板桥-130页精选文档

4. 用按正桥求得的横梁弯矩乘以系数1/K即可近似地得到斜梁桥横梁的弯矩(K为中梁和与弯扭刚度比、宽跨比、斜角有关
五、横向铰接斜梁（板）桥的实用计算法
• 基本思路
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M
0 i
采用单个集中荷载的斜交折减系数来代替实际车列荷载的折减系数
2. 对于小跨径斜桥，其它截面弯矩仍可按二次抛物线内插
3. 剪力包络图可近似地采取支点值与跨中值的直线连接图形
六、斜梁格法
基本思路
1. 将桥面比拟成由纵梁与横梁组成的梁格， 2. 全桥只有一根与主梁垂直的横梁， 3. 不考虑主梁与横梁的抗扭刚度
1. 横向分配系数的计算公式
1)三根主梁时
kaa
4. 横梁和桥面的刚度越大，斜交的影响就越大，斜桥的特征就越明显。
二、斜梁桥常用计算方法
• 结构力学单梁计算+横向分布理论 • 计算正桥内力斜桥修正系数
– 修正的G-M法 – 修正的铰接板法
• 杆系梁格理论
三、结构力学方法求解单斜梁
1. 简支单斜梁
0xz x时：
TQ M xxxPP Pl((lllxllxx))T(lD xzcxtD tgg)xTTl[1[lD x(z1D2(kllxt2gk2x)tg]2)]ctg
其中：
D
1
2(1ktg2)
EI k
GId
2. 内力影响线
3. 连续单梁
• 全抗扭支承连续斜梁
• 中间点铰支承连续斜梁
• 竖向荷载作用下两者在剪力和弯矩相差不大，中间点铰支承时扭矩比全抗扭支承大。
• 在扭矩荷载作用下，采用中间点铰支承，各项内力均比全抗扭支承大得多。
四、修正的G-M法