当前位置:文档之家› 水文计算算例 (2)

水文计算算例 (2)

精心整理(一)全线典型大中桥水文计算分析水文计算的基本步骤:-对有水文资料的河流收集水文资料-确定桥位在地形图上的位置-确定主流-勾绘汇水面积(五万分之一地形图)-计算流量-各水文参数计算1.***大桥水文计算(1).设计流量计算① 洪峰流量汇水面积相关法公式② n N N F K Q = (1)式中:Q N ——某频率洪峰流量(米3/秒).n 、K N ——为重现期为N 的经验参数F ——流域面积(平方公里).② 综合参数法:ηλψ3N H F βαCN Q mN = (2)其中:Q mN ——某频率的洪峰流量(米3/秒).N ——设计重现期(年).ψ——流域形状系数,2LF =ψ L.——主沟长度H 3N ——设计重现期为N 的3小时面雨量(毫米).C 、α、β、γ、η——分区综合经验参数指数.式中参数的确定:③ 原交通部公路科学研究所推理公式法:F S Q n P P ⎪⎭⎫ ⎝⎛-≡μτ278.0…………………………………(3) 式中:Q p ——某频率洪峰流量(米3/秒).S P ——某一频率雨力即最大1小时暴雨强度(毫米/小时).τ——流域汇流时间(小时).μ——损失参数(毫米/小时).F ——流域面积(平方公里).n ——暴雨递减指数.0.278:单位换算系数.④ 全国水文分区经验公式:公式的基本形式:n KF Q =%2。

(4)根据分区表查90区的对应值:n 值按取0.72,K 值取13.8,%2%118.1Q Q =⑤ 采用全国水文分区经验公式0n Q CF =,)1(%10%1K C Q Q v +=………………………………(5)根据分区表查90区的对应值。

查得1.6=C ,65.0=n 则65.001.6F Q =,55.1=v C s C /v C =3.5,查得K1%=8.16,0%1648.13Q Q =流量计算结果序号断面位置河名及桥名 汇水面积F (Km 2) 河沟长L (Km ) 河沟纵坡j 公式① (m 3/s) 公式② (m 3/s) 公式③ (m 3/s) 公式④ (m 3/s) 采用值(m 3/s) 1K51+600.***大桥 18.2 8.5 0.0189 432.2 237.2 499.4 131.5 499.4 2K51+860.***大桥 20.12 8.8 0.0189 462.7 252.3 548.8 141.4 548.8 3K52+060.0 ***大桥 20.12 8.8 0.0189 462.7 252.3 548.8 141.4 548.82.计算设计水位以及设计流速计算采用桥位设计信息软件系统2.0版本,河床断面形态、河流比降根据现场测量数据输入软件,糙率结合现场实测情况,根据规范规定进行选取。

根据前文的流量计算,确定百年一遇的设计流量Q1%=548.8m3/s;河槽以黄土沙石为主,并根据从当地水利部门搜集的资料,确定糙率取1/n=45;根据现场实测以及相关资料,确定河床比降J=0.015,利用计算软件可以求得:1桥梁基本信息桥梁类型大设计洪水频率(%) 1桥梁中心桩号凌汛要求无水流与桥轴线的夹角0跨河位置河湾2河流资料2.1基本资料河流名称***设计洪水流量(m3/s) 548.8计算断面名称51860河床比降(‰) 18.9左分界桩号(m) 0右分界桩号(m) 71左滩粗糙度m1 13河槽粗糙度m2 40右滩粗糙度m3 132.2断面桩号及标高数据列表桩号(m) 标高(m)0 101612 101017 100818 100620 100021 99823 996.4427 996.4433 99840 100048 100264 101071 10163计算过程3.1计算设计水位根据几何方法计算得:经过多次几何方法计算,确定设计洪水流量Qs=548.8(m3/s)对应的设计洪水位为1001.704(m),即H=1001.704(m)3.2计算河床各部分的过水面积和水面宽度根据几何方法计算得:左滩过水面积ω1=0(㎡)河槽过水面积ω2=87.092(㎡)右滩过水面积ω3=0(㎡)全断面过水面积ωs=ω1+ω2+ω3=87.092(㎡)左滩水面宽度B1=0(m)河槽水面宽度B2=71(m)右滩水面宽度B3=0(m)3.3计算水力半径计算公式R=ω/B式中:ω为过水面积(㎡)B为水面宽度(m)河槽水力半径R2=ω2/B2=87.092/71=1.227(m)3.4计算流速计算公式按照《公路工程水文勘测设计规程》(JTGC30-2002) 式中:R为水力半径(m)m为河床粗糙系数I为河床比降河槽流速==6.301(m/s)3.5计算流量计算公式Q=ω×V式中:ω为过水面积(㎡)V为流速(m/s)河槽流量Q2=ω2×V2=87.092×6.301=548.799(m3/s)全断面流量Qs=Q1+Q2+Q3=0+548.799+0=548.799(m3/s) 3.6计算全断面流速Vs=Qs/ωs=548.799/87.092=6.301(m/s)4计算结果列表4.1全断面数据断面平均流速(m/s) 6.301断面设计流量(m3/s) 548.7994.2河槽数据河槽设计流速(m/s) 6.301河槽设计流量(m3/s) 548.799河槽平均水深(m) 1.227河槽最大水深(m) 5.264河槽水面宽度(m) 71河槽过水面积(㎡) 87.0925河流断面图3).桥长计算河槽宽度计算公式式中:设计流量p Q =548.8(m 3/s)设计洪水河槽流量c Q =548.8(m 3/s)河槽宽度c B =28.1m系数K 和指数3n ,该河段属于稳定河段,9.0,84.03==n K可求得L=23.6m 。

本桥跨径设置主要受地形影响,采用跨径35×20m 组合箱梁,综合考虑角度、桥墩布置等因素,桥跨布置满足设计洪水频率的泄洪要求,水文不控制跨径布置。

4).冲刷计算⑴河槽一般冲刷由于公式64-1修整式对大颗粒土质计算值偏大,对稳定性河槽计算值偏大,而本河流属于河槽稳定,河床土质主要为粒径较小的沙砾,因此采用64-2简化公式计算河槽一般冲刷:式中:1Q —计算断面的天然河槽流量2Q —桥下河槽部分通过的设计流量。

根据调查资料以及两岸河滩情况判断,桥下河槽不可能扩宽到全桥,所以s t c c Q Q Q Q Q "2+=s Q —设计流量;根据计算,s Q =548.8(m 3/s)c Q —天然河槽流量:根据计算,c Q =548.8(m 3/s)"t Q —天然状态下河滩部分流量,"t Q =0 所以,s t c c Q Q Q Q Q "2+==548.8(m 3/s) c B —计算断面天然河槽宽度,B=28.1m2B —桥下断面天然河槽宽度,B=28.1mmax h —计算断面桥下河槽最大水深,hmax=5.3A —单宽流量集中系数:05.115.0=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=HB Aλ—设计水位下,桥墩阻水总面积与桥下过水面积的比值;对于天然宽线河槽,近似用一个墩宽中心距离之比;μ—桥梁压缩系数:μ=0.88所以=6.24m即p h =6.24m ,扣除原来水深5.3m ,实际冲刷深度为m h h p 94.0m ax =-。

⑵ 桥墩的局部冲刷计算① 用65-2修正式计算河槽中桥墩的局部冲刷:式中:b h —桥墩局部冲刷深度,从一般冲刷后床面算起;ξK —墩型系数;查表6-3-1得:ξK =1 2ηK —河床粒径影响系数;37.0375.00023.024.02.22=+=d d K η1B —桥墩计算宽度;查表6-3-1得:1B =1.4m ph —墩前行近水流深度,以一般冲刷后水深p h 代入;m h p 24.6=d—冲刷层内泥沙平均粒径,mm d 1= v —墩前行近流速; 由于一般冲刷采用64-2简化公式进行计算,因此,墩前行进流速v 采用下式计算: =4.12s m /0v —床沙启动速度;s m d v /37.0)7.0(28.05.00=+='0v —墩前泥沙启动速度;s m d v /15.0)7.0(12.0'55.00=+= n —指数当0v v ≤时,n =1当0v v ≥时,d v v n lg 19.023.00+⎪⎭⎫ ⎝⎛=所以: ② 用65-1修正式计算河槽中桥墩的局部冲刷: 清水冲刷0v v ≤:动床冲刷0v v ≥:式中:b h 、ξK 、1B 、v 、0v 、'0v 意义同65-2。

河床泥沙启动速度0v :墩前起冲流速s m v B d v /26.0462.0'006.010=⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=河床粒径影响系数ηK :指数n : 因为0v v ≥,所以属动床冲刷:应采用公式: 进行计算:由上述两种方法确定最大的桥墩局部冲刷深度m h b 37.3=,在计算最低冲刷线标高时采用此值。

2.K80+120***大桥水文计算(1).设计流量计算① 洪峰流量汇水面积相关法公式② n N N F K Q = (1)式中:Q N ——某频率洪峰流量(米3/秒). n 、K N ——为重现期为N 的经验参数 F ——流域面积(平方公里).② 综合参数法:ηλψ3N H F βαCN Q mN = (2)其中:Q mN ——某频率的洪峰流量(米3/秒). N ——设计重现期(年).ψ——流域形状系数,2LF =ψ L.——主沟长度H 3N ——设计重现期为N 的3小时面雨量(毫米).C 、α、β、γ、η——分区综合经验参数指数. 式中参数的确定:③ 原交通部公路科学研究所推理公式法:F S Q n P P ⎪⎭⎫ ⎝⎛-≡μτ278.0…………………………………(3) 式中:Q p ——某频率洪峰流量(米3/秒). S P ——某一频率雨力即最大1小时暴雨强度(毫米/小时). τ——流域汇流时间(小时).μ——损失参数(毫米/小时).F ——流域面积(平方公里).n ——暴雨递减指数.0.278:单位换算系数.④ 全国水文分区经验公式:公式的基本形式:n KF Q =%2。

(4)根据分区表查90区的对应值:n 值按取0.72,K 值取13.8,%2%118.1Q Q =⑤ 采用全国水文分区经验公式0n Q CF =,)1(%10%1K C Q Q v +=………………………………(5)根据分区表查90区的对应值。

查得1.6=C ,65.0=n 则65.001.6F Q =,55.1=v C s C /v C =3.5,查得K1%=8.16,0%1648.13Q Q =流量计算结果中心桩号 河名及桥名汇水面积F (Km 2)河沟长L (Km )河沟纵坡j公式① (m 3/s)公式② (m 3/s)公式③ (m 3/s)公式④ (m 3/s)采用值 (m 3/s)K80+120.***大桥 8.35 4.2 0.0156 254.5 277.3 254.1 75.1 277.32.计算设计水位以及设计流速计算采用桥位设计信息软件系统2.0版本,河床断面形态、河流比降根据现场测量数据输入软件,糙率结合现场实测情况,根据规范规定进行选取。

相关主题