工程地质与桥涵水文教学ppt作者盛海洋13
56页1、第一节 桥孔最小净长Lj计算 第二节 桥面中心和引道路堤最低设计标高的确定,主要内容,第十三章 大中桥孔径计算,回总目录,学习目标: 1、掌握桥孔最小净长Lj计算 ; 2、掌握桥面中心最低标高计算; 3、掌握引道路堤最低设计标高的计算; 4、熟悉桥前最大壅水高度和桥下壅水高度计算; 5、了解各种水面升高值(波浪高度、波浪侵袭高度、水流局部冲击高度、河弯超高、水拱和河床的淤高)计算。 本章重点 1、桥孔最小净长计算; 2、桥面中心最低标高和引道路堤最低设计标高的计算。 本章难点 桥面中心最低标高和引道路堤最低设计标高的计算。,第一节 桥孔最小净长Lj计算,内容: 一、建桥后的水流图式 二、桥孔最小净长Lj计算,一、建桥后的水流图式,一、建桥后的水流图式,水流状态: 1为开始壅水断面;2为最高壅水断面;3为桥位断面;4为桥后收缩断面;5为恢复断面。12为壅水段,水面呈a型壅水曲线。23水面呈漏斗状降落,纵向横向均有坡度,但至3断面,仍有桥下壅高Z,34水面继续呈漏斗状降落,至4断面为水深最小、动能最大的收缩断面,24整个为水面降落收缩段,从最高壅水断面至收缩断面纵向近似以斜直线连接,45为
2、扩散段,水面呈C型壅水曲线,近似地纵向可以斜直线连接。,一、建桥后的水流图式,冲淤状态: 12壅水段,过水断面水深沿流向逐渐增大,流速则由天然流速逐渐减小,挟沙能力渐渐减弱,因而该段出现淤积;24水面降落收缩段,因有效过水面积沿流程逐渐减小,流速相应增大,挟沙能力随之转向恢复后又提高,则该段河底出现淤积量沿程逐渐减小而转为冲刷;45扩散段,该段沿流向冲刷由大变小转为淤积,又从淤积逐渐恢复天然输沙平衡状态。,图13-2 桥下过水断面面积示意图,图13-2 桥下过水断面面积示意图,二、桥孔最小净长Lj计算,有关定义: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,见图13-2。扣除全部桥墩宽度(仍沿原水面线)后,则称为桥孔净长Lj。,二、桥孔最小净长Lj计算,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。 公路工程水文勘测设计规范中规定,对于峡谷性河段上的桥梁,仅要求按河床地形布置桥孔,不宜压缩河槽,一般可不作桥孔
3、长度计算外,对其他各类河段上的桥梁,可按以下三种公式计算桥孔最小净长Lj,二、桥孔最小净长Lj计算,(一).河槽宽度公式 (适用于桥位河段分类表中的开阔、顺直微弯、分汊、弯曲河段及滩、槽可分的不稳定河段)此公式认为桥孔净长Lj与河槽宽度Bc成正比。 式中:Lj最小桥孔净长(m); Qp设计流量(m3/s); Qc设计水位下天然河槽流量(m3/s); Bc天然河槽宽度(m); K、n系数和指数,按表13-1采用。,(一).河槽宽度公式,表13-1 K、n值表,二、桥孔最小净长Lj计算,(二)、单宽流量公式 (适用于河段分类表中的宽滩河段),二、桥孔最小净长Lj计算,(二)、单宽流量公式,式中: qc河槽平均单宽流量(m3/sm),按式 13-2b计算; 水流压缩系数,按式13-2c计算; Q t天然河滩流量(m3/s) 其他符号意义同前。,(三)、基本河宽公式,适用于河段分类表中的滩槽难分的不稳定河段的公式,(三)、基本河宽公式,式中: 基本河槽宽度(m),按式13-3b计算 年洪峰流量平均值(m3/s); 河床泥沙平均粒径(m) ; 设计洪水频率桥长换算系数,按式13-3c计算 频率为
4、2的洪水流量(m3/s); 其他符号意义同前。,二、桥孔最小净长Lj计算,说明:影响桥孔净长的因素较多,目前还没有能同时反映各种影响因素的桥孔净长的公式。上述公式的计算结果仅为满足排洪输沙需要的最小桥孔净长,确定桥长时,可参照计算结果,运用标准跨径,结合桥位两岸地形、河床断面形态、河床演变趋势、河床地质特点、桥台和桥头引道高度等因素综合考虑。,第二节 桥面中心和引道路堤最低设计标高的确定,一、确定最低标高的计算公式 (一)、桥面中心最低设计标高 (二)、引道路堤最低设计标高 二、各种水面升高值计算 (一)、壅水计算 (二)、波浪高度和波浪侵袭高度 (三)、水流局部冲击高度 (四)、河弯超高 (五)、水拱和河床的淤高,(一)、桥面中心最低设计标高,1、对于不通航河流(图13-3a) (1)按设计水位计算桥面中心最低标高 Hmin=Hp+h+hjh0 (13-4),(一)、桥面中心最低设计标高,式中: Hmin 桥面中心最低标高(m); Hp设计水位标高(m); h根据河流的具体情况酌情考虑壅水、浪高、波浪壅高、水拱、局部股流壅高(水拱与局部股流壅高不能同时考虑,取其大者)、河弯超高、床面
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