涵洞水文计算
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。
桥涵水文分析计算
桥涵水文分析与计算一、概述桥涵水文分析与计算,包括河流水文资料的调查搜集整理与计算,推求出我们桥涵所需要的设计水位和流量,拟定出桥长孔径、桥高和基础埋设深度。
由于桥位所处的地理位置不同以及其它复杂因素,包括天然的和人为因素如潮汐、泥石流、修水库、开挖渠道等。
我们调查搜集洪水流量的计算方法各有不同。
水文计算从大的方面来分:有水文(雨量)观测资料和无水文观测资料的水文计算。
从各河段特殊情况的不同又可分为,有水库的水文计算,倒灌河流的水文计算,平原或者山丘区的水文计算,还有潮汐河段、岩溶河段、泥石流河段等。
不同情况的河流我们要有针对性的调查,搜集有关资料调查搜集资料很辛苦,跑路多收效有时还很小,但工作必需要做,要有耐心。
需要调查搜集的资料综合起来有:水系图,县志和水利志、地形图、形态断面、水文站(气象站)资料水库资料,倒灌资料、河道演度、河床淤积、雨力资料、洪水调查及比降的测量,原有桥涵的调查等,通过调查为下步洪水设计流量提供有关参数。
另外还要进行地质地貌调查,有些设计流量的计算参数也和土的颗粒组成、土壤的分类、密实度吸水率熔洞泥石流等有关,有的与设计流量无关,但与桥的安全性有关如土体稳定性、山体滑坡、湿陷性黄土软土地基等,一般野外采用看挖钻的方法,下面介绍一下土壤分类的一般常识,分为三类:1.粘性土:塑性指数p I >1 亚砂土或轻亚粘土1<p I ≤7; 亚粘土 7<I ≤17; 粘土 p I ≥17;塑性指数p I =l W (液限)-p W (塑限);而粘性土壤的状态用液性指数(即稠度系数)l I 分为四级,l I =pl p o w w w w --;o W —天然含水量;l I <0为坚硬半坚硬 标贯>3.5; 0≤l I <0.5为硬塑 标贯>-3.5; 0.5≤l I <1为软塑 标贯<-7;l I ≥1 为极软 标贯<2;淤泥是极软状态的粘性土,其含水量接近或大于液限,对于孔隙比大于1的轻亚粘土或亚粘土和孔隙比大于1.5的粘土均称淤泥。
《公路涵洞设计细则》解释
t=k 3 (
4
L a b 汇流时间 τ 按下式计算: t =k ( ) S I 北方可采用
P Z
3
…… ( 6.1.2-
六 3) 经验公式在公路以及其他相关行业和部门均有 涵 洞 不同的公式型式,可供使用。各省(区)、地市 水 水利部门的地区性流量经验公式,亦可参照使用。 文 计 2. 径流形成法 算 1) 径流形成法是目前公路部门普遍使用的一种计 算方法,其径流成因简化公式适用于汇水面积 F≤30km2 的小流域。 2) 径流成因简化公式
…… ( 6.3.4-
六 涵 5) 拟建涵洞处设计流量的推求 ( 四种情况 ) 洞 ① 若形态断面处与拟建涵位处估计两者汇水面 水 积或流量相差 ±10 %以内时,认为形态断面处规定 文 计 频率对应的洪峰流量等于拟建涵位处规定频率对应 算 的设计流量。 ② 若形态断面处与拟建涵位处两者汇水面积或流 量相差较大时 ( 需进行涵址换算 ) ,即可按下式推求 :
L2 Q =() )S L1
1.6
� F2 � QS=� ( �Q P …… 6.3.5-2 F �1 �
0.8
六 涵 洞 水 文 计 算
QP
……
4. 直接类比法
1) 直接类比法是当公路所跨同一河沟上、下游 附 近存在已建涵洞,且能调查到可靠的涵前洪水积 水高度及相应的洪水频率时,用已有涵洞作为形 态断面,可采用类似形态调查法推求拟建涵洞的 设计流量,其适用范围不受限制。 2) 通过原有涵洞的洪峰流量 ( 按水流状态考虑 )
六 涵 洞 水 文 计 算
六 涵 洞 水 文 计 算
六 涵 ② 当调查到的历史洪水位处于水面比降均一、河 洞 道顺直、河床断面较规整的稳定均匀流河段时, 水 文 可按下式计算: 计 Q=AcVc+AtVt …… (6.3.3-1) 算
6 公路涵洞水文计算设计技术要求
条文说明
该公式已在全国使用多年,除个别省(市、区)外,几乎覆盖全国,是公路部门目前普遍使用的一种小流域供水流量计算方法。
由于暴雨分区比较粗略,不一定符合各地的实际情况,特别是按汇水面积划分的汇流时间,分级比较粗略,故使径流厚度的确定相差较大,因此,在使用中要根据具体情况,正确选取较合理的汇水时间及相应的径流厚度。
6.4
6.4.1当有可靠的历史洪水位调查资料时,形态调查法的适用范围可不受限制。
6.4.2形态断面宜选在有较可靠的洪水调查资料的河段内。形态断面应与流向
垂直,宜选在河段顺直、岸坡稳定、床面冲淤变化不大、泛滥宽度较小、断面比较规则、河槽在平面上无过大扩散或收缩、河沟床纵坡无急剧变化和无死水区及不受壅水
6.1.5在同一河沟上、下游附近存在已建涵洞,且能调查到可靠的涵前洪水积
水高度及相应的洪水频率时,可采用直接类比法推算设计流量。
6.1.6人工排灌渠道的设计流量和水位,可直接采用排灌渠道的设计成果。
6.2
6.2.1暴雨推理法可用于汇水面积小于100Km2的小流域。
6.2.2暴雨推理法可按下列公式计算:
IZ———主河沟平均坡度(‰);
α1、α2、β3———指数,查附录B表B-1。
n———暴雨递减指数;查附录B各省(区)暴雨递减指数n值分区图B-4
和表B-2,表中n1、n2
北方可采用μ=ks1
南方可采用μ=ks2F-1
(6.2.2-4)
式中:Q———洪峰流量(m3/s);
Ac、At———河槽、河滩过水面积(m2);Vc、Vt———河槽、河滩平均流速(m/s)nc、nt———河槽、河滩糙率;
Rc、Rt———河槽、河滩水力半径(m),当宽深比大于10时,可用平均水
50年一遇 涵洞流量计算(K1+721.4箱涵)
改建工程K1+721.4箱涵流量计算书有限公司二〇二〇年六月汇水面积51.3243.438*18.9*3.35333===K P B gQ εν=K一、设计标准1、设计荷载:公路-Ⅰ级;2、设计洪水频率:1/50;4、设计安全等级:涵洞三级;5、环境类别:Ⅰ类;6、地震烈度:地震基本烈度为Ⅵ度,设计地震动峰值加速度0.05g ,设计地震分组为第一组,特征周期为0.35S 。
二、计算数据(一)涵洞水文计算:排洪涵洞水文计算方法:流域面积在≤30km2采用交通部公路科学研究所径流简化公式()βγδφ5423F Z h Q -=,并结合形态调查法等水文计算的有关规定推求设计流量,设计流速,并以此为依据确定涵洞的孔径、孔数。
式中取值:1.根据地形图圈出汇水面积F=5.24 km 23.主河沟长度4450m ,高差624m ,平均坡度14.02%,地貌系数φ=0.14。
4.径流厚度h 按表取Ⅱ和Ⅲ类土的平均值h=(44+39)/2=41.5。
5.滞留的迳流厚度Z 按表取值Z =25。
6.洪峰传播的流量折减系数β=1.0。
7.降雨不均匀折减系数r=1.0。
8.小水库(湖泊)调节折减系数δ=1.0。
根据以上数值设计流量Q =0.14×(41.5-25)1.5×55.240.8×1×1×1=35.3 m 3/s(二)无压力式涵洞的洪峰流量2-4m ×2.0m 箱涵临界流状态涵内临界流速 m/s2057.1051.3*0.13.35m Q A P K ==K =εν临界水深时的涵内净过水面积:涵内收缩断面处流速洞内收缩断面处水深涵前积水深涵前雍水位涵洞高2.0m 无压力式涵洞内顶点至最高流水面的净高Hjg ≥h/6≥0.333m 无压力式涵洞允许过水净高Hj =h-Hjg =2.0-0.333=1.667m 50年一遇洪峰流量时,涵前雍水位Hy <Hj ,箱涵尺寸采用2-4.0m ×2.0m 能满足设计排洪要求。
6公路涵洞水文计算设计技术要求
6公路涵洞水文计算设计技术要求公路涵洞是公路交通建设中的一种重要的交通工程设施,其主要作用是解决公路在山区、水域、道路交叉等地形复杂或交通条件特殊的地方的通行问题,确保交通的顺畅和安全。
在涵洞的设计过程中,水文计算是至关重要的一项技术要求,下面详细介绍涵洞水文计算设计的技术要求。
首先,涵洞水文计算设计需要准确测算洪水的洪峰流量和洪水水位。
这是涵洞设计的基本依据,可采用不同的计算方法,如经验公式法、概率统计法和数学模型法等。
计算过程中需要考虑降水量、地形和径流条件等因素,并结合历史洪水资料进行分析和预测,以得到尽可能准确的洪峰流量和洪水水位。
其次,涵洞水文计算设计需要合理确定涵洞的泄流能力。
泄流能力是指涵洞在设计洪水过程中所能承受的水流量,其确定需要结合涵洞性能要求、洪水水位和流量来进行计算。
根据涵洞的特点和场地条件,可以采用理论计算和模型试验相结合的方法,确定涵洞的泄流能力。
此外,涵洞水文计算设计还需要考虑涵洞的防洪安全问题。
涵洞作为一种交通设施,其功能除了通行外,还要防止洪水对道路和车辆的损害。
因此,在设计过程中需要根据洪水特性和涵洞的性能要求,确定涵洞的最小进水能力和排水能力,防止洪水的冲刷和溢出。
除此之外,还需要关注涵洞的对流情况。
对流是指涵洞内部水流与结构物的相互作用过程,对涵洞的水力计算和结构设计具有重要影响。
通过合理的水动力计算方法和结构力学分析,可以确定涵洞的合理尺寸和结构形式,以确保涵洞的安全性和稳定性。
最后,涵洞水文计算设计还应当考虑涵洞对生态环境的影响。
涵洞的建设和使用过程中可能对周围的自然环境和生态系统产生一定的影响,这需要在设计过程中进行综合考虑,采取相应的措施进行环境保护和生态修复。
综上所述,涵洞水文计算设计是公路交通建设中的重要环节,需要进行准确的水文计算和合理的设计。
设计过程中需要考虑洪水洪峰流量和水位、泄流能力、防洪安全、对流情况和生态环境等方面的技术要求,以保证涵洞的安全性、通行性和可持续性发展。
关于公路桥涵水文分析与计算方法的
关于公路桥涵水文分析与计算方法的汇报人:日期:•引言•水文基础知识•公路桥涵水文分析方法•水文计算方法与应用目•水文分析与计算中的不确定性及处理方法•结论与展望录引言01提高设计效率水文分析可为桥梁和涵洞的设计提供科学依据,减少不必要的设计迭代。
节约建设成本合理的水文分析有助于优化设计方案,降低建设成本。
确保桥梁和涵洞的安全性通过水文分析,可以了解水流特性,预防洪水等自然灾害对桥梁和涵洞的破坏。
公路桥涵水文分析的意义03评估河床演变预测河床在长时间水流作用下的变形和演变,为桥梁和涵洞的设计使用年限提供依据。
01确定设计洪水峰值流量通过历史洪水数据和统计分析,预测未来可能发生的最大洪水流量。
02计算水流冲刷力分析水流对桥墩、桥台和涵洞基础的冲刷作用,确保结构的稳定性。
水文分析与计算的目的通过以上内容的学习,读者可以全面了解公路桥涵水文分析与计算方法的基本原理和应用,为实际工程提供有力支持。
工程实例分析:结合具体公路桥梁和涵洞工程实例,展示水文分析和计算方法的实际应用。
桥涵水文计算:讲解如何计算设计洪水峰值流量、水流冲刷力、河床演变等关键参数。
水文基础知识:介绍水文循环、河流类型、洪水频率等基本概念。
水文分析方法:阐述如何收集和处理水文数据,进行洪水频率分析、径流计算等。
本讲义的内容概述水文基础知识02描述的是地球上水从海洋、陆地和大气之间循环的过程,包括蒸发、降水、地表径流和地下渗透等环节。
在公路桥涵设计中,需要充分考虑到水文循环的影响,以防止水患并确保桥涵的稳定性。
水文循环指的是在任意时段内,一个流域或水体的输入水量(如降水、入渗等)与输出水量(如蒸发、径流等)应保持平衡。
在公路桥涵设计中,水量平衡原理可用于确定桥涵的过水能力,以确保在极端水文事件下桥涵的安全。
水量平衡水文循环与水量平衡大气中的水分以雨、雪等形式降落到地面的过程。
降水是公路桥涵设计中的重要参数,影响桥涵的排水设计和洪水频率分析。
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。
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。
涵洞水文计算范文
涵洞水文计算范文涵洞是一种用于排除或稳定道路上积水的结构,在道路运输中起到了非常重要的作用。
本文将介绍涵洞的设计原理、水文计算方法和涵洞的维护管理。
涵洞的设计原理是基于流体力学的原理,通过合理地设计涵洞的尺寸和形状,使涵洞能够承受预计的流量,并确保涵洞内的流速和流量在安全范围内。
涵洞的设计流量是指在一定时间内通过涵洞的最大水流量,在设计涵洞时需要考虑的因素包括降雨频率、降雨强度、流域面积、地形等。
水文计算是确定设计流量的关键步骤,常用的计算方法有经验公式法和数值模拟法。
经验公式法根据实际经验和历史数据,以简化的计算公式来计算设计流量;数值模拟法则基于数学模型和计算机模拟技术,通过模拟涵洞中的水流变化来计算设计流量。
常用的数值模拟软件有HEC-RAS、MIKE等。
涵洞的水文计算主要包括两个方面:一是确定设计洪水位,即涵洞内水位与河流或道路高程之差,通常要求涵洞内水位不超过设计高程;二是确定涵洞的设计流量,即通过涵洞的最大水流量。
在进行水文计算时,需要考虑流域面积、流域降雨量、流域时间集中参数等因素,并根据设计准则和规范的要求进行合理选择。
涵洞的维护管理是确保涵洞正常运行和延长使用寿命的重要环节。
维护管理包括涵洞的巡检、清理、修复和改造等工作。
定期巡检可以及时发现涵洞存在的问题,确保涵洞的畅通和安全;清理工作主要包括清除涵洞内的积水、泥沙和垃圾等,以提高涵洞的排水能力;修复工作针对涵洞存在的破损、渗漏等问题进行修复和加固;改造工作则是对老旧涵洞进行改进和升级,以适应新的环境要求。
在涵洞的设计、水文计算和维护管理中,需要密切关注环境变化和道路使用情况的变化,及时进行调整和改进。
合理的涵洞设计和水文计算是确保涵洞正常运行和安全使用的基础,而科学的维护管理则是保障涵洞长期有效的关键。
通过不断的研究和实践,涵洞的设计、水文计算和维护管理将得到进一步的完善,并在实际应用中发挥更大的作用。
小桥涵水文计算
QS (h z) F
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确定计算参数
1)频率P: 三级公路小桥涵 (表1-6) P=
2)地貌系数ψ:依据F=12,I=20‰,查附表3—8,ψ=
3)径流深度h : 根据A 查附表3-11,得知汇流时间τ= 4) 根据土壤为粘土,附表3-9,定吸水类属为Ⅱ类 5)第12暴雨分区,附表3-12,径流深度h= 6)植物洼地拦蓄厚度z :附表3-13,山地水稻田z=
(1) 当有地形图可利用时,根据等高地形图 作出构造物至分分水岭沿河沟的纵断面图,然后依 其 等面积切割 的坡度即主河沟平均坡度 。
(2)当无地形图可利用时,当主河沟长度大于 500米,以河沟形成处与桥涵处高差除以其水平距 离。
3)汇水区平均宽度B及横向平均坡度 利用地形图,先勾绘出汇水区范围线,近似求 出汇水面积的形心c,垂直主河沟作一直线, 交汇水区边界的a,b两点,取此两点间距离即 为汇水区平均宽度B。 确定系数降雨不均匀系数。
第四章 小桥涵水文计算
第一节 小流域水文计算概要 小流域:指汇水面积小于100平方公里的流域。 一、特征: 1 洪水暴涨暴落; 2 缺少观测资料; 3 流量小,历时短; 4 暴雨是形成洪峰流量的主要原因。
汇水面积小,洪峰流量淹没范围小,洪水历时短,没 有水文观测资料,难以找到一种普遍适用于全国的计算 方法和公式。 通常采用的方法有:暴雨推理法、径流形成法、形态调 查法、直接类比法以及暴雨推理法。
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
涵洞水文计算书
涵洞水文计算书根据《公路涵洞设计细则》(JTG/T D65-04—2007),四级公路涵洞设计洪水频率二十五年一遇(1/25),新建涵洞应采用无压力式涵洞,根据暴雨推理法相关公式,并结合现场实际情况,计算求得相应洪峰流量,从而选择合适的盖板涵尺寸以满足过洪要求。
1、暴雨推理公式F S Q npP μ)-=τ(278.0 (1-1)式中:Q P ——规定频率为P%的洪峰流量(m ³/s );S p ——频率为P%的雨力(rnm/h),查附录B 各省(区)雨力等值线图(图B-1~图B-3);τ——汇流时间(h);汇流时间二按下式计算:北方可采用13(ατ)ZI L K = (1-2) 南方可采用324(βατ-=P ZS I L K ) (1-3) 43K K 、——系数,查附录B 表B-1;L ——主河沟长度(km ); I Z ——主河沟平均坡度(0.001);321βαα、、——系数,查附录B 表B-1;n ——暴雨递减指数;查附录B 各省(区)暴雨递减指数n 值分区图(图B-4)和表B-2,表中n 1、n 2、n 3由τ值分查;μ——损失参数(mm/h);损失参数μ按下式计算:北方可采用11βμP S K = (1-4)南方可采用122λβμ-=F S K P(1-5) 21K K 、——系数,查附录B 表B-3,表中土壤植被分类,查附录B 表B-4;121λββ、、——指数,查附录B 表B-3; F ——汇水面积(km 2)。
2、推理公式中各参数的取值计算(1)流域特征值F ,L ,I ZF 、L 为计算流域的汇水面积及主沟长度,在Google Earth 地形图上勾画出流域范围后,直接量算得出;I Z 为主沟道纵坡,采用加权平均法计算得出。
有关流域特征参数计算结果见表2-1。
表2-1 流域特征值F 、J 、I Z(2)暴雨雨力S P根据设计洪水频率1/25,查《公路涵洞设计细则》JTG/T D65-04—2007附录B (图B-3)得暴雨雨力Sp 见表2-2。
排水常用公式:涵洞水文计算
Ψ
h
(mm)
z
(mm)
F
(km2)
βγδ
Q P
(m3/s)
0.134425811156.826 0.133825811132.161 0.133525811121.698
附录B-5
附录B-
6/7/8/9
附录B-11附录B-12附录B-13 F:①汇水面积按投影面计算;②边界线与山脊线一致,且与等高线垂直。
β:某地为山地地形,当汇水面积重心至涵位的距离L0≤3km时,β=1
γ:通常不考虑
δ:根据湖库控制的汇水面积f与涵洞汇水面积F的比值确定相应参数。
无湖库时,δ=1《公路涵洞设计细则》JTGT D65-04-2007
涵洞水文计算
参数确定相关说明
Ψ:按主河沟平均坡度确定。
h:①由表B-6可知湖北为第十区;②由表B-7可知为巴东土的吸水类属为Ⅱ类;③由表B-8选取汇流时间,当F≤10,10<F≤20,20<F≤30时,T分别为30分钟,45分钟,80分钟;④综合上面三个参数及洪水频率P,参见表B-9确定h值
z:结合表B-10确定z值。
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。
桥涵水文 第9章小桥和涵洞孔径计算
因此任意形状断面的平均临界水深 hk 为:
Ak Qs v hk 2 Bk Ak g g
2
2 k
其中vk为临界流速,计算时可采用河床的容许 (不冲刷)流速。
对于矩形断面的桥孔,桥下临界水深等于平均临 界水深,即hk= hk ,对于宽浅的梯形断面,可 可以取hk≈ hk ,对于窄而深的梯形断面,临界 水深hk可按过水面积相等的关系近似求得。
对于砖、石、混凝土拱涵: 涵洞净高hT≤1.0m时,△=0.10m; hT=1.0~2.0m时,△=0.15m; hT>2m时,△=0.25m。 (2)从涵前水深H到进口水深H’的降落系数取 0.87,则:
hT H' H 0.87 0.87
(3)收缩断面的水深hc=0.9hk,涵前的行进流 速v0≈0,即H0≈H。 (4)涵洞出口处或收缩断面处的最大允许流速 vmax规定为: 净跨L0=0.5~1.5m的拱涵、盖板涵,vmax=4.5m/s, 净跨L0=2.0~4.0m的拱涵、盖板涵、圆管涵, vmax=6.0m/s
Qs g B 3 Nd vk
B—桥下需要水面宽度, —挤压系数;见表9-2-2; N—桥墩个数; d —桥墩宽度。
若桥孔断面为矩形,则桥孔长度L=B; 若桥孔断面为梯形,则桥孔长度为:
L B 2mh
L—小桥的孔径长度; m —桥台处锥坡的边坡系数; △h —小桥上部结构底面高出水面的高度。
(4)气象资料:当地气象站年、月平均降雨量, 暴雨强度和所持续时间,年内最高、最低气温, 主导风向和风力等。 (5)其他资料:若为改建或修复工程,需向原设 计、施工和养护部门搜集有关工程的测设、施工 及竣工资料,了解该工程的使用、养护、水毁等 情况,并征询小桥涵改建的意见。 (6)组织与配备完成该工程勘测任务的人员、仪 器和工具等。
涵洞水力计算
1、涵洞宽1.3m,高1.7m按满流计算,阻力系数按0.017,坡度按0.002计算得:最大通过流量2987.34 L/sQ=c ω√Ri 手册76页2、青岛暴雨强度公式P=5(年) q=12440/(t+33.2)3、洪水量计算,青岛气象科技中心观测数据21.3mm/h ,设计此数据为设计雨力S p ,汇水面积F =25.3ha 小于3km 2按水科院水文研究所经验公式:洪峰流量Q p =0.6S p F 计算得3.195m 3/s =3195L/s1、 河渠水力计算公式流量计算:Q=c ω√RiQ -雨水量(m 3/s )R -水力半径(m )i -河渠底坡 q(暴雨强度)5aΨ-径流系数 F-汇水面积 Q-降雨量 T1 m T2 T T+33.2 182.4046920.65 25.3 2999.645161 15 2 10 35 68.2C -流速系数(谢才系数)ω-过水断面面积(m 2)桥过水断面宽10.2m,高0.65m按满流计算,阻力系数按0.017,坡度按0.002计算得:最大通过流量2987.34 L/s2、青岛暴雨强度公式P=5(年) q=12440/(t+33.2)3、洪水量计算,青岛气象科技中心观测数据21.3mm/h ,设计此数据为设计雨力S p ,汇水面积F =25.3ha 小于3km 2按水科院水文研究所经验公式:洪峰流量Q p =0.6S p F 计算得3.195m 3/s =3195L/sq(暴雨强度)5aΨ-径流系数 F-汇水面积 Q-降雨量 T1 m T2 T T+33.2 182.4046920.65 25.3 2999.645161 15 2 10 35 68.2。
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沟渠较顺直,汇水面积为2.7平方公里。
涵洞水文计算书
斜交角度 θ =
0.00
度
二、流量计
算
1.按暴雨径流形成法公式
汇水面积 F =
2.700
Km2
根据涵洞手册查表得
地貌系数 ψ =
根据涵洞手册查
洪峰传播流量折减系 数β
考虑削减流量 Qp=ψ(h-z)3/2F4/5 βγδ= 2.按经
验公式计算
根据涵洞手
径流模量K
册查表得
Qp=KFn=
三、孔径计 算
初步拟定ห้องสมุดไป่ตู้洞净高
27.669
5 10.02131329
0.100 1.000 m3/s
m
径流厚度h = 汇水面积降 水量不均匀 折减系数γ
地区指数n
40.000 1.000
滞留径流厚度Z =
湖泊或小水库调 节折减系数δ
15.000 1.0
0.700
hd
4.000 m
进水口涵洞净空高度△
0.500
m
涵前水深H
3.0
m
最小涵洞净宽 B = Q/(1.581*H3/2) =
3.368
m
则初步拟定涵孔净宽4m,涵洞设计为1-3.5 X 4.5米钢筋混凝土箱涵