10m空心板梁桥 (3)

第一章设计原始资料

1.1、工程概况

1.1.1工程概况：

南方某平原区河流，桥位河段的水面比降0.7‰，m=35, 经实地调查波浪推进长度D=3Km，h纵=0.95m，风速15/s。该地区汛期一般为七、八级风，风压为550pa。

无漂流物及通航要求, 该地区标准冻深为0.6m,地面以下均为中砂，d95=0.72mm，汛期含沙率为7kg/m3

1.1.2 技术标准：

公路等级：公路-I级

设计速度：80km/h

洪水频率：1/50

斜交角度：150

桥梁宽度：净宽11.50+2×0.5m

1.1.4构思宗旨

（1）符合交通发展规划，满足交通功能需要；

（2）桥梁结构造型简洁，轻巧，反映新科技成就，体现人民智慧；

（3）设计方案力求结构新颖，保证结构受力合理，技术可靠，施工方便；

（4）与高速公路的等级和周边环境相宜；

（5）学习等截面梁桥的设计过程；

（6）学习桥梁设计软件。

1.1.5材料

（1）混凝土：C30 混凝土抗压强度标准值ƒck=20.1MPa，抗压强度设计值ƒcd=13.8MPa，抗拉强度标准. 值ƒtk=2.01MPa，抗拉强度设计值10 MPa ƒtd=1.39MPa，弹性模量Ec=3.0（2）钢筋：采用HRB335，抗拉强度标准值

MPa f sk 280=，抗拉强度设计值MPa f sd 280=，钢筋的弹性模量MPa E s 5100.2⨯=。

1.2水文计算

1.2.1设计原始资料 （1）桥面平面图 （2）桥位地质纵剖面图

（3）南方某平原区河流，桥位河段的水面比降0.7‰，m=35

（4） 地面以下均为中砂，d95=0.72mm ，汛期含沙率为7kg/m 3

（5） 经实地调查波浪推进长度D=3Km ，h 纵=0.95m ，风速15/s 。 （6） 该地区汛期一般为七、八级风，风压为550pa 。 (7) 无漂流物及通航要求，同时也不考虑抗震等。 (8) 洪雨季节一般为六、七、八、九、十月。

(9) 设计流量为57m 3/s ，设计水位为1693.58m ，设计流速为1.23m/s 。 (10）该地区标准冻深为0.6m

1.2.2河段类型判断

该河段位于平原与山区的过渡地带，河床地质条件较好，河岸比较齐整，其河床多为砾石，冲淤变化不大，主槽宽浅，极少摆动，平面顺直，综合判断为山前区稳定性河段。

1.2.3

水文计算

B(桥长）=10m 。 桥宽12.50m ，

河宽7.93m ， 水深2m

Q=V*A A=7.93*2=15.862m 湿周X=12， R=A/X=15.86/12=1.32

由曼宁公式得 C=161R n =

1

61

(1.32)0.025

=41.89m/s 由谢才公式得v =Q=VA=7.93*1.18=9.363m /s 1.2.4拟定桥长

该河属于稳定性宽滩性河段，查规范《桥涵水文与水力学》采用12-9式计算

06

.01)(c

c c

P

j h B

K q Q L ==

εε

其中B c =7.93 11=K =c h 1.9

代入上式0.067.931()1.9

ε=⨯

=1.09

9.36

1.187.93

c q =

= 9.36

1.09 1.18

j L =

=⨯7.28m

故桥梁方案按10m 左右布孔为宜。 1.2.5冲刷计算

1）一般冲刷

非粘性土质，全部按河槽计算，根据《公路工程水文勘测设计规范》中式64—1修正式，

3/5

5/3

20.15

1/6

cm d cj cq p d Z h Q A uB h h A Ed ⎡⎤⎛⎫⎢⎥ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭==⎢⎥⎢⎥⎝⎭

⎢⎥⎣⎦

式中：Z B ——造床流量下河槽宽度（m ）Z B =20m

Z H ——造床流量下的河槽平均水深（m ）Z H =0.95m ；

d ——河槽泥砂平均粒径（mm ）d =0.72mm ；

E ——与汛期含沙量有关的系数，由《公路工程桥涵水文勘测设计》中表7.3.1—2知E=0.66 d A =1.16 Hcm=3m

其余数据与上同，代入上式，p h =10.06m

桥下最低冲刷线高程s P s h H H -==1693.58-10.06=1683.52m 1.2.6计算桥面标高 （1）雍水高度

F r =c C gh V

2

=（1.182/9.8×1.9）=0.074＜1 即设计流量通过时为缓流

v 0= v c =v s =1.18m/s

桥孔侧收缩系数e=1-0.375

l V s

=1-0.3751.1810

=0.96 桥墩阻水引起过水断面折减系数r=l b

=1.310

=0.13

冲刷系数p=1.2

冲刷前桥下含桥墩在内的毛计算过水断面面积 A q ==

-=

s S

v r ep Q )1(9.360.96 1.2(10.13) 1.18

=⨯⨯-⨯11.02 净水面积

A j =(1-r)⋅q A =(1-0.13)⨯11.02=9.587 m 2 水流阻力系数05.0=η

M V =

21×(j P A Q +V c )=21×(9.369.587

+1.18)=1.213m/s

△Z=)(2

02

V V M -η=0.05×(1.2132-1.182)=0.004 m 因为该河为山区与半山区河流 所以桥下雍水高度'z ∆= △Z =0.004m （2）波浪高度

由经验公式进行波浪高度的计算：

w w w D w L V g V h g th V gD K th V h g th h ⎪⎪⎭⎪

⎪⎬

⎫

⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯=7.0245.02

7.02)(7.013.0)(0018.0)(7.03.13.2

式中:L h ——计算波浪高度； h ——平均水深 （m ）；h =1.9m