某大桥水文计算算例

大桥水文计算书主要设计成果汇总表项目河槽河滩设计流量Q1%（m3/s） 2902设计水位（m） 175.25设计流速V（m/s） 2.32平均流速V平（m/s） 1.68桥孔长度（m） 330桥前壅水（m） 0.27一般冲刷深度（m） 1.96 0.48局部冲刷深度（m） 2.11梁底最低标高（m） 176.32一、流域概况达诺河发源于大兴安岭山脉南麓的，是黑龙江右岸一大支流，该河由西向东流经沈家营子，于平安村、团山子分别汇入溪浪河、牤牛河后折向北流入松花江。

河流长度265Km,流域面积12603 Km2，流域内植被良好，中、上游山丘地带生长茂密森林和次生林，平原区为耕地，流域内支流毛沟纵横，较大支流右岸有牤牛河，左岸有溪浪河，向阳山以上为上游段，支流汇入较多，地处中山、低山、丘陵区棕山峻岭，地势较高，海拔400～600m，地面比降1.5～5.0‰，谷窄流急，向阳山至牤牛河口为中游，属丘陵及河谷平原区，高程在200～400m，地面比降为0.15～1.0‰,河谷变宽，一般在2Km 以上，最宽达5Km ,水流变缓，河道弯曲，汛期洪水泛滥成灾。

牤牛河口以下为下游段，属平原区，地势较低，高程150～170m地表平坦开阔，地面比降0.2～0.5‰，河谷较宽，一般3～15Km,水流缓慢，河道蜿蜒曲折且多串沟，河水常出槽泛滥成灾，属山前区宽滩性河段。

本项目路线经过之处位于河流中游，河道较顺直稳定，复式断面，砂质河床，两岸平坦宽阔，河床比降较小，流速较缓，汛期洪水泛滥宽度达2～5Km。

桥位上游汇水面积F=5642Km2二、水文气象流域内径流主要受降雨支配，夏季雨量充沛，年最大降水量为880mm，夏秋两季降水量占全年降水的70%以上,洪汛多发生在7、8、9月份，冬季枯水多雪，春季降水较少，约占全年的15%，因此春汛较小，故洪水设计流量，采用暴雨洪水流量。

洪水时河水出槽，没溢两岸，泛滥宽度达3～5Km。

项目区域内处于大陆性寒温带季风气候区，其特点春季干旱多风，夏季温热多雨，秋季降温急剧，冬季严寒，一年四季分明，而春秋两季较短，寒冷期长，年平均气温2～40C，平均湿度55～65%，年日照时数约2500小时。

最高气温发生在7月份，为36.20C, 最低气温发生在1月份，为-35.40C。

最大冻深1.92m,最大冰厚1.13m,封冻日期11月中旬，封冻天数130～150天，翌年4月开河年平均降雨量600～800mm，全年分布不均，多集中在夏秋汛期，占全年的65％～70％，24小时最大降雨量为125mm，3日最大降雨225mm，最大降雪厚度100cm。

桥位处主导风向为东南，平均风速3～4m/s,最大风速25.8m/s,大风日数15～25天，多发生在春季。

三、工程地质和地震桥位附近地质构造为内陆河流新生代第四纪冲、洪积层，根据桥址地质钻探资料及现场调查，河床表层为中粗砂，其下40m内为中等密实的粗砂、砾砂及角砾层。

（1990），本项目所在地区地震烈度，根据建设部建抗字[1993]13号文及《中国地震烈度区划图》地震基本烈度为Ⅵ度，依据交通部颁发的《公路工程抗震设计规范》的规定，桥梁结构可以不考虑地震力的影响，只需要简单设防。

四、水文资料搜集和调查桥位上游岔林河流域内水文站点有三个，干流上有沈家营子、五常水文观测站，支流溪浪河上有舒兰水文观测站（吉林省）。

资料多为五十年代初至近期40～50年的实测水位、流量等资料。

其中位于桥位附近的五常站和上游的沈家营子站为本桥渡设计提供了有利资料。

五常站始建于1952年10月，位于五常镇西南本桥位上游 4.5Km处，地理位置为东经127°06′10″，北纬44°52′12″，水文断面上游积水面积F=5642Km2,高程采用水文站假定高程系统。

五常站有自1953年以来的50余年的连续水位及流量观测资料，又有1932年、1951年的历史特大洪水调查资料，该水文站资料，可以作为本桥流量分析的基本依据。

沈家营子站始建于1955年9月，位于本桥位上游95Km处沈家营子屯西，地理位置为东经127°40′00″，北纬44°28′18″，水文断面上游积水面积F=1151Km2,高程采用水文站假定高程系统。

该站有自1956年以来的近50年的连续水位及流量观测资料。

历史主要洪水发生年份有1932年(Q32=2870m3/s)、1989年(Q32=2440m3/s)、1951年(Q51=2310m3/s)、1960年(Q32=2220m3/s)、1956年(Q32=2120m3/s)。

五、桥位附近河段及原有构造物情况1、桥位附近河段情况团山子大桥位于拉林河中游，属山前宽滩性河流。

桥位上下游洪水滥泛宽度受东西岸防洪大堤控制，宽度在2～3Km不等，河道较弯曲，多岔河，为次稳定性河段。

主河槽宽150～220m,岔河槽宽50～70m,主、岔槽河床多为中粗砂或砾砂，滩地杂草丛生并有少量耕地，地势平坦，河床比降为0.05%左右。

2原有旧桥现有团山子大桥位于五常镇西铁通公路389.615公里处，建于1936年日伪时期。

该桥为一河两桥，高桥低路，且两桥之间有一段长100m的过水路面，主桥（主河道桥）上部结构为15孔14m钢筋混凝土板与工字钢梁组合的叠合梁，下部结构为重力式混凝土实体墩，混凝土U台，木桩加固基础。

该桥设计菏载相当于汽－8级，桥面净宽6.0＋0.25m护轮带，桥梁全长217m。

该桥年代久远，年久失修，由于河床下切，基础裸露，墩台均有不同程度位移，桥体混凝土老化、部分脱落，支座失效，已列为危桥，断绝交通。

背河桥（滩地岔河）原为木桥，于1976年改建为7孔17m双曲拱桥，下部结构为双柱式钢筋混凝土墩、U形台，钻孔桩基础, 该桥设计菏载为汽－15，挂—80级，桥面净宽7.0＋0.25m 护轮带。

桥梁全长129m。

经近30年的使用，拱肋、拱波有不同程度的裂缝，横拉杆及桥面系破损严重，铁岸桥台冲刷严重，桥台锥坡铺砌脱落。

桥头引道及河滩路地为三级公路标准，路基宽8.5m,路面宽7.0m,路面为砂石，由于常受水害，破坏严重，且时有翻浆。

3、现有堤防桥位附近上下游河两岸建有防洪堤，堤顶宽6～8m不等，能行走汽车。

该堤目前的防洪标准为30年一遇，远景规划为50年一遇。

4、水库桥位以上汇水区内仅有永久性水库一处，即磨盘山水库。

该水库坝址位于沈家营子水文站上游2km处，水库设计标准为：总库容 5.3×108m3,设计洪水频率Pp=1%,校核洪水频率Pp=1‰，2004年开工建设，现正在建设中。

水库建成后将对下游各段面洪峰流量有所削减。

六、流冰及通航情况调查根据调查本河春汛不大，最大流冰水位较平槽水位略高些，河内最大冰块4×5m，流冰厚0.75m,流速1.1m/s。

本河无通航要求。

七、桥位方案的选择根据铁通公路总体走向布局，结合五常市城建规划和铁通公路近、远期通过五常镇的过境方案，且考虑本段公路与黑、吉两省的接线位置。

在本次勘测中调查了团山子屯（原桥位）附近拉林河段上所有可能的桥位方案，在充分征求当地政府及城建、水利、农业等部门意见的基础上，从环境、技术、经济等方面进行论证筛选，最后提出两个桥位备选方案。

既方案一，（该桥位对应于路线方案一、三、四），位于原团山子大桥桥位下游30m处的河段上，为一河两桥方案，经水文计算，桥梁总长492.68m；桥位方案二（该方案对应路线方案二），位于原桥位上游1.70Km 的河段上，为一河一桥方案，经计算桥梁总长448.60m。

两个桥位的具体位置见―桥位方案平面图‖。

两个桥位方案比较如下：1、方案一本桥位方案与路线一、三、四方案结合较好，路线顺捷，利用旧路，占用耕地少。

桥位处河床行洪断面宽约2.1 Km, 主河槽宽度280m（主河河槽宽210m，加岔河槽宽70m）。

主河槽桥和岔河桥布设均匀，泻洪顺畅，桥前壅水对防洪造成的影响小，桥位上游1.2Km、下游0.5Km 河道较顺直、稳定，河道和洪水流向与桥梁轴线正交，利于泻洪。

缺点是与路线方案二结合较差，为一河两桥，较一河一桥方案二桥梁总长相对长。

2、方案二本桥位方案仅与路线方案二结合较好，桥位处于河段弯曲，岔流较多的结点上，水文情况复杂，洪水流向与路线（桥梁轴线）斜交80o,且河道曲率有加大、岸线右移趋势，现右侧河槽严重塌岸，属次稳定河段。

桥位处河床行洪断面宽约1.6Km, 主河槽宽度210m，河道偏向左岸防洪堤，桥前壅水将对防洪影响较大。

本方案优点是一河一桥，桥梁总长较方案一相对短。

由于资金限制和计划安排，团山子大桥与五常市绕行方案可能不同步实施。

因此，若选择桥位方案二，需修建3Km长的引道与旧路相连，来保证正常通行。

等到将来铁通公路五常市绕行方案实施时，目前所修建的3Km引道必将废弃，造成一定的经济损失。

综上，两个桥位方案从河势、行洪、桥渡工程布设及工程量和造价等方面综合比较，各自具有优缺点，但从路线总体布局的角度出发，桥位方案应服从于路线走向方案，因此本次可研将桥位方案一作为桥位推荐方案。

八、设计流量推算由于桥位上游4.5Km处五常水文站，且桥、站间无支流汇入，因此本桥位处流量利用五常站资料进行推算并以经验公式校核。

此外由于上游干流97Km处有磨盘山水库，在推算桥下设计流量时充分考虑该水库的调洪削峰作用。

（一）、桥址处百年一遇洪水流量推算1、频率分析法采用五常站水文观测资料，观测年份为1953~2003年的连续实测洪水流量进行连续系列频率分析，同时采用1932年和1951年两次历史特大洪水流量（Q32=2870m3/s, Q51=2310m3/s），作为不连续系列进行频率分析比较。

五常水文站连续系列流量序号年份流量序号年份流量1 1953 251 27 1979 942 1954 1170 28 1980 9133 1955 1290 29 1981 7094 1956 2120 30 1982 9375 1957 938 31 1983 3796 1958 229 32 1984 3127 1959 149 33 1985 9358 1960 2220 34 1986 7579 1961 272 35 1987 62210 1962 130 36 1988 53211 1963 447 37 1989 244012 1964 1290 38 1990 32413 1965 710 39 1991 151014 1966 386 40 1992 41015 1967 375 41 1993 42716 1968 440 42 1994 143017 1969 658 43 1995 12918 1970 960 44 1996 49319 1971 387 45 1997 64020 1972 313 46 1998 35021 1973 420 47 1999 12722 1974 278 48 2000 50823 1975 618 49 2001 133024 1976 500 50 2002 178025 1977 290 51 2003 27526 1978 69 521）采用连续流量系列进行频率分析现以―桥位设计计算系统‖软件按数理统计方法计算如下：流量连续系列频率分析序号年份 Q K K2 P1 1989 2440 3.53 12.44 1.922 1960 2220 3.21 10.30 3.853 1956 2120 3.06 9.39 5.774 2002 1780 2.57 6.62 7.695 1991 1510 2.18 4.77 9.626 1994 1430 2.07 4.27 11.547 2001 1330 1.92 3.70 13.468 1964 1290 1.86 3.48 15.389 1955 1290 1.86 3.48 17.3110 1954 1170 1.69 2.86 19.2311 1970 960 1.39 1.93 21.1512 1957 938 1.36 1.84 23.0813 1982 937 1.35 1.84 25.0014 1985 935 1.35 1.83 26.9215 1980 913 1.32 1.74 28.8516 1986 757 1.09 1.20 30.7717 1965 710 1.03 1.05 32.6918 1981 709 1.03 1.05 34.6219 1969 658 0.95 0.90 36.5420 1997 640 0.93 0.86 38.4621 1987 622 0.90 0.81 40.3822 1975 618 0.89 0.80 42.3124 2000 508 0.73 0.54 46.1525 1976 500 0.72 0.52 48.0826 1996 493 0.71 0.51 50.0027 1963 447 0.65 0.42 51.9228 1968 440 0.64 0.40 53.8529 1993 427 0.62 0.38 55.7730 1973 424 0.61 0.38 57.6931 1992 410 0.59 0.35 59.6232 1971 387 0.56 0.31 61.5433 1966 386 0.56 0.31 63.4634 1983 379 0.55 0.30 65.3835 1967 375 0.54 0.29 67.3136 1998 350 0.51 0.26 69.2337 1990 324 0.47 0.22 71.1538 1972 313 0.45 0.20 73.0839 1984 312 0.45 0.20 75.0040 1977 290 0.42 0.18 76.9241 1974 278 0.40 0.16 78.8542 2003 275 0.40 0.16 80.7743 1961 272 0.39 0.15 82.6944 1953 251 0.36 0.13 84.6245 1958 229 0.33 0.11 86.5446 1959 149 0.22 0.05 88.4647 1962 130 0.19 0.04 90.3848 1995 129 0.19 0.03 92.3149 1999 127 0.18 0.03 94.2350 1979 94 0.14 0.02 96.1551 1978 69 0.10 0.01 98.08以1953~2003年51年的连续观测资料计算：Qcp=692 m3/s Cv=0.82当Cs=2.5Cv时其理论频率曲线与经验频率点群曲线相比，理论曲线上端偏离经验点群较多。