桥梁工程水文计算.doc

2、水文计算

基本资料：桥位于此稳定河段，设计流量Q S Q1% 5500m3 / s ，设计水位H S 457.00 m ，河槽流速v c 3.11m / s ，河槽流量Q C =4722m 3 / s ，河槽宽度

B c 159.98m ，河槽平均水深h c 9.49m ，天然桥下平均流速v0M 3.00 m / s ,断面平均流速=2.61m/s ，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h mc12.39m 。

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=， n=。有明显的河槽宽度Bc，则有：

L j =K (Q s /Q c ) n B c =0.84 (5500 4722)0.90159.98=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。

桥孔布置图

根据河床断面形态，将左岸桥台桩号布置在K52+。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+；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。

桥面最低高程

河槽弗汝德系数Fr= v c2 3.112

gh 9.80 9.49 =0.104＜1.0 。即，设计流量为缓流。桥前出现

c

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 '

= Qs

5500 1.4 9.49 3.72m / s

Aj 160

9.49 3

天然桥下平均流速 v om =3.00m/s

自然淤积孔隙率 n 为，则天然空隙比 e 取，查表知 d 50

=3mm

冲刷前桥下流速：

m

= v'

m

v 'm

3.72 3.72 3.29 m/s

0.25

0.25

1 0.5d (

1 0.5 3

1)

1)

(

50 v

c

3.11

系数 Kn=

2

=

2

Ky=

0.5

0.5

0.53

=6.43

3.29

m

3.29 -1

v m

0.1

-1

g

0.1

om

3.00

9.8

桥前最大壅水高度：

Z= KnKy (v 2 m v

2 om

)

6.43 0.53 (3.29 2 3.002 ) 0.32 m

2g

2 9.8

桥下壅水高度取洪水和河床条件为一般情况，则：

Zq=

1

Z=0.16m

2

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：

g

9.80 0.02114

v w

2

21.53

2

2

v w

gD 9.8 1450 30.65533

gh 9.80 8.60

v w

2

21.53

2

v w

2

21.53

2

0.1818178

0.45

0.7

0.0018 gD

gh v w 2

0.13th 0.7 2th

0.7

v w

0.13th 0.7 gh

v

2

h 2 =

w

= 0.39m 。

g

v w 2

因

h

/ h ==＜，应取 K F ，则波浪高度： 2

F

×

2

=

h =K 2

= =0.94m

h

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 ；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

，

这样，静水面

以上的波浪高度为波浪全高的倍，即 =×=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 h 2 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

。

h w = v 2B

2.612 180 0.29 m gR

9.80 430.00

凹岸对水流中线的超高为 = 0.15 m

按设计洪水通过要求的桥面最低高程

H =H+

h h

j

=H+ +++

h j

+ h D

mins

h s

=+++++=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%=；通航净空高度为 6.00m ；通航净

宽为 30m 。

H min =H tn +H M + h D =++=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 。

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

Q 2 0.90

B c 0.66

h

mc

h p = 1.04 A

1

B 2

Q1

5500

0.90

159.98

0.66

1.04 1.33

1 159.98 12.39 19.85m

4722 0.0270 0.97

按一般冲刷 64-1 公式计算

3/5

3/5

AQ 2 h

mc

1.33 5500

12.39

19.24m

h p

0.97 31/ 6

L j Ed 1/ 6

h c

154.16 0.46

9.49