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

L j桥孔净长27.6m

h max计算断面下河槽的最大水深=1.8m

h cp计算断面桥下河槽的平均水深=1.2m

d河床泥砂的平均粒径d=3mm

μ压缩系数μ=0.850

E与汛期含砂量有关的参数E=0.66

A为单宽流量集中系数A=(B1/2/H)0.15=(91/2/1.2)0.15=1.15

h p=(AQ S/UL j Ed1/6)3/5h max/h cp=[1.15×56.4/(0.850×27.6×0.66×31/6)]3/5×1.8/1.2=3.17(m)

2、局部冲刷

采用公式：V=V z=Ed1/6Hp2/3=0.66×31/6×3.172/3=1.71(m/s)

V0=(h p/d)0.14[29d+0.000000605(10+h p)/d0.72]1/2=(3.17/0.003)0.14×[29×0.003+0.000000605×（10+3.17）、0.0030.72]1/2=0.78（m/s）

1

V=0.75(d/h p)0.1(V0/Kξ)=0.75×(0.003/3.17)0.1×(0.78/0.98)=0.30(m/s)

Kξ为墩型系数。

V＞V0 采用h b=KξKη1B0.6(V0－1

V)(V/V0) η1

K η1= 1

1220.4 1.90.4 1.92.160.11 2.160.11 1.18633d

d ⎛⎫⎛⎫+=+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ η1= ()0.150.150.230.2d 01

10.78V 1.67V 0.80⨯==⎛⎫

⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭

h b =K ξK η1 0.61B V 0－10V )(V/V 0) η1 =0.98×1.186×1.20.6×(0.78－0.30) ×

(1.71/0.78)0.78=1.15(m)

总冲刷深度：h s =h p +h b =3.17+1.15=4.32m ，

墩台最低冲刷线标高：H m =H s －h s =52.8－4.32=48.48m

五、定型设计及结论

一般冲刷标高52.8－3.17=49.63m

局部冲刷标高52.8－4.32=48.48m

根据地质条件，需做桥底铺砌，上35厘米M7.5砂浆浆砌片石，下铺砌15厘米砂砾垫层以防止对基底冲刷。根据《桥规》规定：铺砌顶应距基础底至少1m 。

综合以上计算：该桥采用正交桥，定为3空10m 钢筋混凝土现浇板桥，下部实体式桥墩、台，基础扩大基础。桥面板长30米，宽度30米，水泥砂浆砌石桥墩，简支混凝土空心面板，共3孔，每孔至中长10米，桥面高程55.85米，河底高程53.00米，上下游采用扭坡与原河堤连接，河道边坡1.50