桥梁工程水文计算

2、水文计算

基本资料：桥位于此稳定河段，设计流量Q S Q i% 5500m3/s，设计水位

H S 457.00m，河槽流速％ 3.11m/s，河槽流量Q c=4722m3/s，河槽宽度

B e 159.98m，河槽平均水深h e 9.49m，天然桥下平均流速V°M 3.00m/ 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 me 12.39m。

2.1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=0.84，n=0.90。有明显的河槽宽度Be,则有：

L j=K (Q s/Q e)n B e=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。

2.2桥孔布置图

根据河床断面形态，将左岸桥台桩号布置在K52+325.00。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+485.00；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。

2.3桥面最低高程

2 2

河槽弗汝德系数Fr=孟9:8缶=0.104v 1.0。即，设计流量为缓流。桥前出现

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

Qs 5500

Aj 160 9.49 3 1.4 9.49

天然桥下平均流速v°n=3.00m/s

2.3.2 浪咼 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： 耳 9.802 0.02114

v 21.53

47.3009

这样，静水面以上的波浪高度为波浪全高的 0.86倍，即0.86 h 2=0.86 X

0.94=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咼程应计入波浪坡面爬咼，按式 he=K KvR 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

0.5 h w o

冲刷前桥下流速

3.72m/ s

自然淤积孔隙率n 为0.4，则天然空隙比e 取0.67，查表知d 5°=3mm 3 72

3.29 m/s

0.5 30'

25

（匹 1）

3.11

冲刷前桥下流速:

1 0.5d 5o'

25

v'

m

v'

m

(—1)

系数Kn =一?.

2

=

=6.43

-1

碑1

3.00

Ky=

0.5 0.5

° “ 0.53

v m 3.29

J 0.1 0.1

.g

一 9.8

桥前最大壅水高度： Z=KnKy （v

* 2m

2g

2

、 v

om )

6.43 0.53

(3.292

3.002

) 0.32 m 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

gD 9.8 1450 21.532

30.65533

gh 2

V w

9.80 8.60 21.532

0.1818178

0.45

0.7

0.13th 0.7 聖

v

w

0.0018

gD th

0.7

0.13th 0.7 聖

h 2 = h w =

v 2

B

gR

2.612

180

9.80 430.00

0.29 m

2

2

凹岸对水流中线的超高为 0.5 h w = 0.15 m

按设计洪水通过要求的桥面最低高程 HU=H+

h h j

h 0= H s +0.5 Z +0.86 h 2+0.5 h w + h j + h D

=457.00+0.16+0.81+0.15+0.5+2.70=461.32m

按切-(1)级航道航道通航标准，要求的桥面最低高程

W - (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 。%,计算相应的水位Hw 求得臥疟455.00 ;通航净空高度为6.00m ；通 航净宽为30m

H.in =F tn +F M + h D =455.00+6.00+2.70=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 。

2.4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

0.90

-

Q2 h p = 1.04 A -

Q1

按一般冲刷64-1公式计算

=0.39m 。

_g 2 V

w

因 h 2/ h =0.39/8.60=0.047 v 0.1，应取 &=2.42，则波浪高度：

h 2=K F 7)2=2.42

x 0.39=0.94m

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0.66 h 2； 另外，波浪在墩前被阻挡时，墩前波浪咼度将雍咼，近似取雍咼值为

0.2 h 2,

0.66

B e

1 B 2

1.04

1.33

0.90

5500 4722

0.66

159.98

1 0.0270

0.97 159.98

12.39 19.85m