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设计资料:桥位断面实测年最大洪峰流量系列及若干 次历史调查洪水资料;实测水位~流量关系、水位~流 速关系、水位~过水断面关系等。
4.2.1 设计洪峰流量的推求
1、选样(sampling) 年最大值法选样,组成容量为n的年最大洪峰流
量系列,以及若干次历史调查洪水资料。一般要求桥 位断面洪水系列 n > 30a,并有若干次特大洪水(实 测和调查的历史洪水)。
12
2、资料的审查
(1)资料可靠性的审查与改正 资料的可靠性是指资料的正确与否,要从流量
资料的测验方法、水位流量关系、整编精度和水量 平衡等方面进行检查。
13
(2)资料一致性的审查与还原 资料系列的一致性是指组成该系列的流量资料,
都是在同样的气候条件、同样的下垫面条件和同一 测流断面条件下获得的。因气候条件变化缓慢,故 主要从人类活动影响和下垫面的改变来审查。若不 能满足一致性要求,则需进行一致改正。
5
桥涵分类
特大桥 大桥 中桥 小桥 涵洞
桥梁涵洞分类 多孔跨径总长
L (m) L ≥ 500 100 ≤ L < 500 30 < L <100 8 ≤ L ≤ 30
L<8
单孔跨径 L0 (m)
L0 ≥ 100 40 ≤ L0 < 100 20 ≤ L0 < 40
5 ≤ L0 < 20 L0 < 5
4
4.1.2 设计洪水标准
(Design Criterion of Flood)
设计标准由国家统一制定。桥涵工程依据:交通 部颁布的《公路工程技术标准》(JTJ001-97)和《公 路工程水文勘测设计规范》(JTG C30-2002)。
首先根据《公路工程技术标准》确定公路的等级 和桥梁的大小,然后按照《公路工程水文勘测设计规 范》,确定设计洪水频率(或重现期),最后推求相 应于该频率的设计流量,以及相应的设计水位、设计 流速和过水断面面积。
15
我国大部分河流由于实测年限有限,所以目前我 们所掌握的样本系列不长,系列愈短,抽样误差愈大。 而且在实测期内不一定发生大洪水,所以洪水系列不 一定含有特大洪水资料,如果用一般的中小洪水资料 进行设计,设计成果不可靠。特别是用于推求百年一 遇、三百年一遇的高标准洪水,根据就很不足。
16
桥位河段历史上肯定发生过很多次特大洪水。历 史上曾经发生过的特大洪水,往往会造成严重的洪涝 灾害,在历史文献中一般会有详细的记载和留下洪水 痕迹可供查证,所以调查到的历史洪水一般就是特大 洪水。
1/50 1/50
检算洪水频率
特大桥(或大桥)属于技术 复杂、修复困难者或重要者
1/300
1/100
设计标准越高(频率越小),设计洪水越大,
设计的工程越安全,被洪水破坏的风险就越小,但
工程的造价越高;反之,标准越低(频率越大),
工程耗资较少,但安全程度也相应降低,被破坏的
风ຫໍສະໝຸດ Baidu就较大。
8
4.1.3 设计洪水的计算途径
第 4 章 设计洪水流量
与设计水位计算
Chapter 4
Calculation of Design Flood Flow and Flood Water Level
1
§4.1 概 述(Introduction)
2
4.1.1 设计洪水的意义及内容
桥梁、涵洞、堤防、水坝和城市防洪工程,在 未来长期运行过程中,随时都面临着洪水破坏的威 胁。对公路桥梁工程来说,在发生洪水时,必须保 证桥梁能安全宣泄洪水,公路能畅通。因此,在规 划设计公路桥梁时,桥涵的孔径、桥梁的高度、墩 台基础的埋置深度、调治构造物的尺寸等,都应根 据洪水的大小来设计。
1、由实测流量资料推求; 2、由暴雨资料推求; 3、由地区综合法推求。
实际工作中,对重要的工程,为保证计算成果 的可靠性,应根据水文资料的情况,采用多种途径 计算,相互比较,充分论证,合理采用。
9
设计洪水标准越高(频 率越小),设计洪水流
量越大还是越小?
10
§4.2 由实测流量资料推算设计流量
(Design Flood Based on Streamflow Data)
1/100 1/100
1/ 50 1/ 50
1/ 25 1/ 25
按具体情 况确定
按具体情 况确定
注:二级公路的特大桥及三、四级公路的大桥,在水势猛急、河 床易于冲刷的情况下,可提高一级洪水频率验算基础冲刷深度7。
铁路桥涵设计洪水频率
铁路 等级
设计洪水频率 桥梁 涵洞
Ⅰ、Ⅱ 1/100 1/50
Ⅲ
如果能获得这种洪水资料,比如能调查到 N 年 (N>>n) 中发生的特大洪水,就相当于把 n 年资料延长 到了 N 年,提高了系列的代表性,能使计算成果更加 合理、可靠。
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【例】1955年规划河北省滹沱河黄壁庄水库时,按当 时具有的1919-1955年期间断断续续的20年实测洪水 资料推求千年一遇设计洪峰流量Qm=7500m3/s。1956 年发生了一次洪峰流量为13100m3/s的特大洪水,显 然原设计成果值得怀疑。将1956年特大洪水直接加入 实测资料组成21年的样本系列,对此样本直接进行频 率计算也是不合适的。
6
公路桥涵设计洪水频率
构造物
公
路
等
级
名 称 高速公路 一
二
三
四
特大桥 1/300 1/300 1/100 1/100 1/100
大中桥 1/100 1/100 1/100 1/ 50 1/ 50
小 桥 1/100 1/100 1/ 50 1/ 25 1/ 25
涵洞及小型 排水构造物
路基
1/100 1/100
3
但河流的洪水有大有小,用多大的洪水来设计 桥梁?这就需要有一个标准,这个标准称为设计洪 水标准,用频率(或重现期)表示,称为设计洪水 频率。
确定设计洪水频率后,可以按照一定的方法推 求相应于该频率的设计洪水流量,简称设计流量, 以及相应的设计水位、设计流速和过水断面面积, 作为桥孔设计、墩台冲刷计算的依据。
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(3)资料代表性的审查与插补延长
洪水系列的代表性,是指该洪水样本的频率分布 与其总体概率分布的接近程度,如接近程度较高,则 系列的代表性较好,频率分析成果的精度较高,反之 较低。
样本对总体代表性的高低,可通过对二者统计参 数的比较加以判断。但总体分布是未知的,无法直接 进行对比,人们只能根据对洪水规律的认识,与更长 的相关系列对比,进行合理性分析与判断。
设计资料:桥位断面实测年最大洪峰流量系列及若干 次历史调查洪水资料;实测水位~流量关系、水位~流 速关系、水位~过水断面关系等。
4.2.1 设计洪峰流量的推求
1、选样(sampling) 年最大值法选样,组成容量为n的年最大洪峰流
量系列,以及若干次历史调查洪水资料。一般要求桥 位断面洪水系列 n > 30a,并有若干次特大洪水(实 测和调查的历史洪水)。
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2、资料的审查
(1)资料可靠性的审查与改正 资料的可靠性是指资料的正确与否,要从流量
资料的测验方法、水位流量关系、整编精度和水量 平衡等方面进行检查。
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(2)资料一致性的审查与还原 资料系列的一致性是指组成该系列的流量资料,
都是在同样的气候条件、同样的下垫面条件和同一 测流断面条件下获得的。因气候条件变化缓慢,故 主要从人类活动影响和下垫面的改变来审查。若不 能满足一致性要求,则需进行一致改正。
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桥涵分类
特大桥 大桥 中桥 小桥 涵洞
桥梁涵洞分类 多孔跨径总长
L (m) L ≥ 500 100 ≤ L < 500 30 < L <100 8 ≤ L ≤ 30
L<8
单孔跨径 L0 (m)
L0 ≥ 100 40 ≤ L0 < 100 20 ≤ L0 < 40
5 ≤ L0 < 20 L0 < 5
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4.1.2 设计洪水标准
(Design Criterion of Flood)
设计标准由国家统一制定。桥涵工程依据:交通 部颁布的《公路工程技术标准》(JTJ001-97)和《公 路工程水文勘测设计规范》(JTG C30-2002)。
首先根据《公路工程技术标准》确定公路的等级 和桥梁的大小,然后按照《公路工程水文勘测设计规 范》,确定设计洪水频率(或重现期),最后推求相 应于该频率的设计流量,以及相应的设计水位、设计 流速和过水断面面积。
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我国大部分河流由于实测年限有限,所以目前我 们所掌握的样本系列不长,系列愈短,抽样误差愈大。 而且在实测期内不一定发生大洪水,所以洪水系列不 一定含有特大洪水资料,如果用一般的中小洪水资料 进行设计,设计成果不可靠。特别是用于推求百年一 遇、三百年一遇的高标准洪水,根据就很不足。
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桥位河段历史上肯定发生过很多次特大洪水。历 史上曾经发生过的特大洪水,往往会造成严重的洪涝 灾害,在历史文献中一般会有详细的记载和留下洪水 痕迹可供查证,所以调查到的历史洪水一般就是特大 洪水。
1/50 1/50
检算洪水频率
特大桥(或大桥)属于技术 复杂、修复困难者或重要者
1/300
1/100
设计标准越高(频率越小),设计洪水越大,
设计的工程越安全,被洪水破坏的风险就越小,但
工程的造价越高;反之,标准越低(频率越大),
工程耗资较少,但安全程度也相应降低,被破坏的
风ຫໍສະໝຸດ Baidu就较大。
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4.1.3 设计洪水的计算途径
第 4 章 设计洪水流量
与设计水位计算
Chapter 4
Calculation of Design Flood Flow and Flood Water Level
1
§4.1 概 述(Introduction)
2
4.1.1 设计洪水的意义及内容
桥梁、涵洞、堤防、水坝和城市防洪工程,在 未来长期运行过程中,随时都面临着洪水破坏的威 胁。对公路桥梁工程来说,在发生洪水时,必须保 证桥梁能安全宣泄洪水,公路能畅通。因此,在规 划设计公路桥梁时,桥涵的孔径、桥梁的高度、墩 台基础的埋置深度、调治构造物的尺寸等,都应根 据洪水的大小来设计。
1、由实测流量资料推求; 2、由暴雨资料推求; 3、由地区综合法推求。
实际工作中,对重要的工程,为保证计算成果 的可靠性,应根据水文资料的情况,采用多种途径 计算,相互比较,充分论证,合理采用。
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设计洪水标准越高(频 率越小),设计洪水流
量越大还是越小?
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§4.2 由实测流量资料推算设计流量
(Design Flood Based on Streamflow Data)
1/100 1/100
1/ 50 1/ 50
1/ 25 1/ 25
按具体情 况确定
按具体情 况确定
注:二级公路的特大桥及三、四级公路的大桥,在水势猛急、河 床易于冲刷的情况下,可提高一级洪水频率验算基础冲刷深度7。
铁路桥涵设计洪水频率
铁路 等级
设计洪水频率 桥梁 涵洞
Ⅰ、Ⅱ 1/100 1/50
Ⅲ
如果能获得这种洪水资料,比如能调查到 N 年 (N>>n) 中发生的特大洪水,就相当于把 n 年资料延长 到了 N 年,提高了系列的代表性,能使计算成果更加 合理、可靠。
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【例】1955年规划河北省滹沱河黄壁庄水库时,按当 时具有的1919-1955年期间断断续续的20年实测洪水 资料推求千年一遇设计洪峰流量Qm=7500m3/s。1956 年发生了一次洪峰流量为13100m3/s的特大洪水,显 然原设计成果值得怀疑。将1956年特大洪水直接加入 实测资料组成21年的样本系列,对此样本直接进行频 率计算也是不合适的。
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公路桥涵设计洪水频率
构造物
公
路
等
级
名 称 高速公路 一
二
三
四
特大桥 1/300 1/300 1/100 1/100 1/100
大中桥 1/100 1/100 1/100 1/ 50 1/ 50
小 桥 1/100 1/100 1/ 50 1/ 25 1/ 25
涵洞及小型 排水构造物
路基
1/100 1/100
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但河流的洪水有大有小,用多大的洪水来设计 桥梁?这就需要有一个标准,这个标准称为设计洪 水标准,用频率(或重现期)表示,称为设计洪水 频率。
确定设计洪水频率后,可以按照一定的方法推 求相应于该频率的设计洪水流量,简称设计流量, 以及相应的设计水位、设计流速和过水断面面积, 作为桥孔设计、墩台冲刷计算的依据。
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(3)资料代表性的审查与插补延长
洪水系列的代表性,是指该洪水样本的频率分布 与其总体概率分布的接近程度,如接近程度较高,则 系列的代表性较好,频率分析成果的精度较高,反之 较低。
样本对总体代表性的高低,可通过对二者统计参 数的比较加以判断。但总体分布是未知的,无法直接 进行对比,人们只能根据对洪水规律的认识,与更长 的相关系列对比,进行合理性分析与判断。