大中桥的桥孔布设原则及孔径计算

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桥孔净长确定后,即可根据断面形态、主流位置、通航要求、河床演 变趋势、桥位河段地质等尽量选用合理的标淮跨径,在桥位纵断面团上和 桥位地形因上进行合理的桥孔布没,使桥下实际的水面宽度等于或稍大于 计算的桥孔长度。桥孔布置应先河槽后河滩,这样才能满足排洪输沙的需 要.确保桥梁的安全。
4.桥面最低标高的确定受到设计洪水水位、设 计最高通航水位、因桥梁建筑而引起的水位升高、 水面漂浮物、通航船只净高以及桥梁结构物高度、 道路线型布设的需要等因素的综合影响,因此应从 地区政治、经济、军事、交通运输业的发展及工程 的技术经济合理为基点,综合分析,确定此标高值。
二、用桥孔净长度经验公式计算
1974年至1976年,交通部“大中桥孔设计”研究课题,组织全国交通 部门全面进行桥孔水文调查,编制了《大中桥孔设计研究报告》,提出了 桥孔净长度计算公式,这些公式经多次验证、修订,先后写入三次修订的 (公路桥位勘测设计规范)(1982年、1991年)和(公路工程水文勘测设计规 范)(2002年),推荐在全国公路桥位勘测设计中应用。对于狭谷性河段, 一般按地形布孔,不作桥长计算。其它类形河段,该规范推荐下述经验 公式计算桥孔净长Lj。
,我国新疆、青海、内蒙等地大型冲积扇及戈壁摊上的一些变迁性河流,无
明显的河床形态,滩槽难分;另外,平原游荡性河流也有类似河床形态,河
床宽浅,水流摆动不定。水流横向摆动的范围大大超过多年泄洪需要的河槽
宽度(习惯上称为基本河宽B0)。 通过我国新疆、青海、内蒙、河北等地实桥调查资料,回归分析得到基
本河宽B0与多年洪水平均流量Q和河床质平均粒径d存在下列关系:
3.桥孔长度:
桥孔长度定义:沿着设计水位的水面线,两桥台前缘之间(埋入式桥 台则为两桥台护坡坡面之间)的水面宽度,称为桥孔长度L。扣除全部桥墩 宽度(仍沿原水面线)后,则称为桥孔净长Lj。
桥孔长度的确定,首先应满足排洪 和输沙的要求,即保证设计洪水及其所 挟带的泥沙能从桥下顺利通过,并从安 全和经济两方面着眼,同时应综合考虑 桥孔长度、桥前壅水和桥下冲刷的相互 影响。
P*Aj和P*Aq。
一、冲刷系数法(用桥下过水面积计算)
根据水流连续性原理:
Qs PAyvs
所以:
Aj
Qs
Pvs
又因为: Ad Aq
Ay Aj
Aj Aq Ad 1 Aq
所以:
Aq
Qs
1 Pvs
一、冲刷系数法(用桥下过水面积计算)
各类河段冲刷系数建议值
步骤:
第一步:利用上述公式求出桥下通过设计洪水时所需的最小过水面积; 第二步:在桥位断面图上布设选定的桥孔设计方案,计算实有的桥下 过水面积,若等于或稍大于上述公式计算的过水面积,则设计方案满 足所需要的桥下最小过水面积,其实有的桥孔净长即为所求的桥孔长 度。
μ 桥下—过—因水 A墩面y 积台A j折侧减面系涡数流,阻压水缩而系引数起。的
1 0.375 vs l j
一、冲刷系数法(用桥下过水面积计算) 桥下过水面积的组成:
λ——因桥墩阻水而引起的桥下过水 面积折减系数。
p——冲刷系数,冲刷前后桥下过水面积之比。 冲刷后桥下有效过水面积、净过水面积和毛过水面积分别为P*Ay、
这些公式算出的桥孔长度是指在一定的水力、泥沙及河床条件下,通 过设计洪水流量时,桥下过水断面(与流向垂直的横断面)必须具有的桥孔 最小净长度。应当注意以下两点,这里算出的是桥孔最小净长度,实际桥 孔长度(桥台前墙之间设计水位上的水面宽度)为将算出的最小桥孔净长度 再加所有桥墩的宽度;另外,算出的最小桥孔净长度是指水流与桥轴正交 时的长度,如果是斜桥,则应换算为斜桥轴线方向的长度。
B0
16.07
Q 0.24 d 0.30
二、用桥孔净长度经验公式计算
2.对于无明显河槽的变迁性、游荡性河段
1
CP来自百度文库
QP Q2%
3
1
CP
1 1
CV P % CV 2%
3
Lj
16.07C
p
Q d
0.24 0.30
L j B0CP
二、用桥孔净长度经验公式计算
3.对于宽滩性河段,可采用单宽流量公式
大中桥的桥孔布设原则及孔径计算
大中桥的孔径计算:依据桥位断面的设 计流量和设计水位,推算必须的最小桥 孔净长和桥面中心最低标高,为确定桥 孔设计方案提供依据。
1.桥孔布设的原则:
2. 桥位河段的水流图式: 反映桥位河段建桥后水流和泥沙 运动的变化,反映桥孔长度、桥 前壅水和桥下冲刷之间的 关系,因此桥位河段的水流图式可作为 桥孔计算的依据。
一、冲刷系数法(用桥下过水面积计算)
Q = AV
流量采用设计流量QS 水位采用设计水位HS 过水断面面积A及流速V
建桥后过水断面面积及流速的变化:
桥孔水流压缩
桥下流速增大
趋于稳定
桥下流速减小
天然河槽平均流速
vS
桥下河槽开始冲刷 桥下过水面积增大
一、冲刷系数法(用桥下过水面积计算) 桥下过水面积的组成:
两种情况:
①桥墩纵轴线与水流方向平行时: 有效跨径LS = Ljcosα ②桥墩纵轴线与水流方向斜交时: 有效跨径LS = Ljcosα- lsinα
二、用桥孔净长度经验公式计算
1.对于有明显河槽的各类河段
Lj
K
Qs Qc
n Bc
二、用桥孔净长度经验公式计算
2.对于无明显河槽的变迁性、游荡性河段 河槽宽度Bc(或两岸间的宽度)是选定桥孔长度的重要参考因素,但是
Lj
Qs
qc
1.19
Qc Qt
0.10
Qs - 设计流量, m3 s
- 水流压缩系数
q c - 河槽平均单宽流量, m3 s m
Qc - 河槽流量, m3 s Qt - 河滩流量, m3 s
二、用桥孔净长度经验公计算
这些经验公式只有一定的理论依据,应用数理统计法根据我国公路桥 梁的实际资料制定的,形式简单,便于应用。
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