小桥和涵洞孔径计算

容许河床发生冲刷
容许 一般不容许
设计流速
天然河槽断面平均流速 容许不冲刷流速
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5
9.4.1 水流通过小桥的图式
水流图式
自由出流 淹没出流
ht ——桥下游天然水深； hk ——桥下临界水深。
判别标准
ht≤1.3hk ht>1.3hk
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6
9.4 小桥孔径计算
9.4.2 桥下允许不冲刷流速与 桥前允许雍水高度
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2.确定小桥孔径长度L 1）自由出流：
BBk
NdQsgNd
vk3
矩形桥孔断面：L=B
梯形桥孔断面：L=B+2mΔh
2) 淹没出流：
B0
Qs
hvbc
Nd
矩形桥孔断面：L=B0 梯形桥孔断面：L=B编辑0pp+t 2m（1/2h+Δh) 13
若桥梁与水流斜交:
L
L
cos
选用标准跨径L0作为实际桥孔长度；
流线型进水口，一般不出现 半压力式
工程中采用半压力式涵洞时 涵底纵坡 i≥ik
应避免采用i<ik的涵洞
H H'
hc hT
h
H
h0 hT h
i h 0或 h k
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i
h 0或 h k
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H
hT h
H
hT h
3. 压力式涵洞
进水口被淹没，整个洞身被 水流充满；
i
普通型进水口涵洞一般不出 现压力式水流图式
1.判别桥下水力图式
1）确定河槽天然水深ht 2）确定桥下临界水深hk 3）水流图式判别
2.确定小桥孔径长度L 1）自由式出流 2）淹没式出流
3.确定桥前水深H 1）自由式出流 2）淹没式出流
4.确定路基和桥面最低 标高
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8
1）确定河槽天然水深ht
假定一个水深h1 求A、R
计算v、Q
1.洞身断面的尺寸对工程数量影响较大; 2.涵洞孔径小、孔道长，水流过涵阻力较大; 3.通常采取人工加固措施来提高过涵流速; 4.孔径计算需考虑水流充满洞身的情况。
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9.5.2 水流通过涵洞的图式
分类
出水口是否被下游淹没——自由式出流√
淹没式出流
行洪时洞口是否被淹没——无压力式
压力式涵洞出现的条件：
①进水口建筑物为流线型；
②H >1.4hT；
③ i<iW
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i
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9.5.3 涵洞孔径计算
(一) 公式法
1.无压力式涵洞
以进口附近水深恰为 hk 的水流比能来推算过涵流 量和涵前水深。
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窄深梯形断面：
过水断面面积相等的原则确定hk
Bk hk (Bk 2mhk )hk mhk2
hk Bk
Bk2 4mBk hk 2m
临界断面水面宽度Bk
Ak3 Bk
Q gs2Bk AQ k3gs编2辑ppt Q vsk3g
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3）水流图式判别
自由出流：ht≤1.3hk 淹没出流：ht>1.3hk
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2. 查表法
计算步骤：
（1）确定允许不冲刷流速vmax； （2）确定桥台形式；
（3）先按自由出流计算，由vmax与桥台形式，查表9-11， 即可得出孔径系数、桥下临界水深hk和桥前水深H；
（4）用试算法求得桥下游天然水深，并判断水力图式；
（5）计算桥跨长度；
先计算水面宽度B0； ①自由出流：
半压力式
压力式
涵洞的摩擦坡度iW
iW
Q2 A2C 2R
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1. 无压力式涵洞
2. 半压力式涵洞
普通式进水口H≤1.2hT；
流线型进水口H≤1.4hT， 一般涵洞底坡i=ik，涵内水
深h0 = hk i<ik，涵内水深h0 ＞hk； 很少采用i<ik的涵洞
普通式进水口H>1.2hT 进水口被淹没，出水口没；
v
1
21
R 3i2
n
若
Q Qs 10%
Qs
Q Av
则ht=h1，否则，需重新 假定水深h2
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2）确定桥下临界水深hk
可由临界函数求出
Ak3 Qs2 hk
Bk g
B Akk gQ Ak2s2vg2 k
vk
vbc
矩形断面：
hk h k
宽浅梯形断面： h k h k
窄深梯形断面：
第9章 小桥和涵洞孔径计算
9.1 小桥涵的类型与特点 9.2 小桥涵勘测 9.3 小桥涵位置选择 9.4 小桥孔径计算 9.5 涵洞孔径计算 9.6 小桥及涵洞的构造 9.7 涵洞进出口河床的处理
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1
9.1 小桥涵的类型与特点
9.1.1 小桥涵划分
小桥 涵洞
小桥和涵洞按跨径分类表
①管涵 ②盖板涵 ③拱涵 ④箱涵 ⑤拱桥与板桥
①木桥涵
2.按建筑材料分
②石桥涵 ③混凝土桥涵
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④钢筋混凝土桥涵
3
小桥涵 的分类
9.1.2 小桥涵的分类
①无压力式
3.按水利特性分
②半压力式 ③压力式
4.按填土高度分
①明涵 ②暗涵
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4
9.4 小桥孔径计算
大中桥 小桥
小桥与大中桥孔径计算的异同
若
L0 L
，应按标准跨径复核出流状态；
10%
L
若与原出流状态不符，则应重新选择标准跨径，直
至误差<10%。
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3. 确定桥前水深H
1）自由出流：
H
hk
vk2
2g2
vH2 2g
2) 淹没出流
H
ht
v2
2g2
vH2 2g
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4. 确定路基和桥面最低标高
桥头路基最低标高=河床最低标高+H+Δ 桥面最低标高=河床最低标高+H+J+D
天然土质河床的允许不冲刷流速 石质土的容许（不冲刷）平均流速表9-6 粘性土的容许（不冲刷）平均流速表9-7 非粘性土的容许（不冲刷）平均流速表9-8
人工加固河床的允许不冲刷流速 人工加固工程的容许（不冲刷）平均流速表9-9
9.4.3 小桥孔径计算
方法
①试算法
②查表法 编辑ppt
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1. 试算法
根据已知的设计流量和拟定的河床容许流速，计算小桥孔径 与桥前雍水高度。计算程序为：
多孔跨径总长L（m） 单孔跨径L0（m）
8≤ L ≤30 ——
5≤ L0 ≤20 L0 ≤5
小桥和涵洞的标准跨径表
0.75 1.0 1.25 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 6.0 8.0 10.0 13.0 16.0
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小桥涵 的分类
9.1.2 小桥涵的分类
1.按结构形式分
②淹没出流： B0QsNd
B 01Q sNd
同试算法，确定桥孔长度
（6）同试算法，计算桥头路编基辑p及pt 桥面最低标高。
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河床实际情况 建桥河段附近建材
桥下河床允许流速
河床天然水深
临界水深
出流形式
桥孔长度
桥前水深
设计要求 是
确定设计各要编辑素ppt
否
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9.5 涵洞孔径计算
9.5.1 涵洞孔径计算特点