(一)N ――设计重现期(年)0.278 :单位换算系数.由《延安地区实用水文 手册》和《榆林地区实 用水文手册》 中查得: S 1% 140mm④ 全国水文分区经验公式:公式的基本形式:Q 2% KF n。
........................... 4) 根据分区表查90区的对应值:n 值按取0.72 , K 值取13.8 ,Q 1% 1.18Q 2%⑤采用全国水文分区经验公式 1.55 C s /C v =3.5,查得 K1%=8.16 , Q 1% 13.648Q 0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+600.0***大桥 18.2 8.5 0.0189 432.2 237.2 499.4 131.5 499.42K51+860.0***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由表二查得: u K i S p 1 由表三查得:K i 0.65, i 0.981.3 300.83 82.44mm/hK 2 0.334,0.16 0.334 0.16 L Q 0 CF , Q 1% Q 0 (1 C v K 1% )根据分区表查90区的对应值。
查得C6.1 , n 0.65 则 Q 。
6.仆。
.65C v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%=548.8m 3/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2河流资料2.1基本资料断面桩号及标高数据列表计算过程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(m 3m为河床粗糙系数I为河床比降河槽流速V2 = m2 R2 2/3 11/2=40 X1.2272/3x(18.9/1000) 1/2= 6.301(m/s)3.5计算流量计算公式Q = wX V式中:3为过水面积(川)V为流速(m⑸河槽流量Q2 = 3 2 X V2 =87.092 X6.301 548.799(m 3⑸全断面流量Qs = Q1 + Q2 + Q3 =0 548.799+0 = 548.799(m 3⑸3.6计算全断面流速Vs = Qs / 3S = 548.799 / 87.092 = 6.301(m/s)4计算结果列表全断面数据河槽数据河流断面图系数K 和指数n3,该河段属于稳定河段,K 0.84, n 3 0.9 可求得L=23.6m 。
本桥跨径设置主要受地形影响,采用跨径 35 X 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:Q1 —计算断面的天然河槽流量Q 2 —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Q 2 Qc Q sQ c Q t " Qs —设计流量;根据计算,Qs=548.8 (m 3/s) Qc —天然河槽流量:根据计算,Qc=548.8 (m 3⑸ Qt "—天然状态下河滩部分流量,Qt " =0所以,Q 2 Qc —Q s =548.8(m 3/s)Q c Q t " h p0.90 Q 2 1.04 A — Q c 0.66 B c (1 ) B 2 h maxBc—计算断面天然河槽宽度,B=28.1m B 2—桥下断面天然河槽宽度,B=28.1mh max —计算断面桥下河槽最大水深,hmax=5.3_0.15A—单宽流量集中系数: A B 1.05H—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;1 4——0.07 20所以=6.24m桥墩的局部冲刷计算 用65-2修正式计算河槽中桥墩的局部冲刷:nK K 2B 10.60h p 0.15V V 。
’式中:h b—桥墩局部冲刷深度,从一般冲刷后床面算起;K—墩型系数;查表6-3-1得:K=1 K 2—河床粒径影响系数;K 2 嗔23 0.375d°" 0.37d—桥梁压缩系数:卩=0.880.90hp 1.04 A Q:B c(1) B 20.66h max即 hp =6.24m扣除原来水深5.3m ,实际冲刷深度为h p hmax0.94m 。
h bV oB i —桥墩计算宽度;查表6-3-1得:B I =1.4mhp—墩前行近水流深度,以一般冲刷后水深hp代入;h p 6.24md—冲刷层内泥沙平均粒径, d 1mm V—墩前行近流速;速v采用下式计算:=4.12 m/sn—指数由于一般冲刷米用64-2简化公式进行计算,因此,墩前行进流c … 0.1v A dQ 2 v ------- -----1.04 Q cB c (1 )B cg0.34gnax1%2/3v c 5.24m/s—床沙启动速度;V o 0.28(d 0.7)0.50.37m/sVo'—墩前泥沙启动速度;_ 0 55v 0' 0.12(d0.7) 0.15m/s当v V 0时,=1当v V0时,0.23 0.19lgdV 0 V所以:h b K K 2n0.600.15V V 0'B 1 h p ---------------- 2.80mV o② 用65-1修正式计算河槽中桥墩的局部冲刷: 清水冲刷vV0:h b K K 1B 1060V V 0'动床冲刷V V0:h bK K 1B 1060V 0 V 0'nV V 。
’ V 。
V 。
’式中: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h b KB 1v、 、 、 、 Vo、Vo'意义同 65-2。
河床泥沙启动速度v 0 0.0246 hpd0.14332d1o h p— 0.72d1.95m/s墩前起冲流速 V o ' —o.o6d0.462 一v 0 0.26m/ sB 1河床粒径影响系数K o.81d— 0.451— 0.15d1.6指数n:-o.19o.25dV o因为VVo,所以属动床冲刷:应采用公式:h b K KiB o "V oV o 'nV V o ' V o V o '进行计算:h b K K 1B 1o6°V oV o 'nV V o ' V o V o '3.37m由上述两种方法确定最大的桥墩局部冲刷深度h b 3.37 m ,在计算①洪峰流量汇水面积相关法公式Q N K N F"............................................... 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).由《延安地区实用水文手册》和《榆林地区实用水文手册》附表)7 8)中查得:n 0.61; Q% 60.1②综合参数法:Q mN CN 匸H3N......................................................................................................................... 2)(其中:Q mN ――某频率的洪峰流量(米3/秒).N——设计重现期(年).流域形状系数,F L2L.—主沟长度H3N设计重现期为N的3小时面雨量(毫米)c、a、B、Y、n「分区综合经验参数指数.式中参数的确定:由《延安地区实用水文手册》和《榆林地区实用水文手册》附表)7 9)中查得:C 4.35、0.15、0.58、0.11、0.49;③原交通部公路科学研究所推理公式法:Q P 0.278 S P F ..................................................... 3)(S P 某一频率雨力即最大1小时暴雨强度(毫米/小时) T ——流域汇流时间(小时).卩一一损失参数(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.由《延安地区实用水文 手册》和《榆林地区实 用水文手册》 中查得:S 1% 140mm④ 全国水文分区经验公式:公式的基本形式:Q 2% KF n。
........................... 4)根据分区表查90区的对应值:n 值按取0.72 , K 值取13.8 ,Q 1% 1.18Q 2%⑤ 采用全国水文分区经验公式C v 1.55 C s /C v =3.5,查得 K1%=8.16 , Q 1% 13.648Q 0式中:Q p某频率洪峰流量(米3/秒)由表二查得:u K i Sp 1由表三查得:K i 0.65, i 0.98 1.3 300.83 82.44mm/h K 20.334,0.160.16K 20.334nCF , Q 1%Q 0 (1 C v K 1% )根据分区表查90区的对应值。
查得C6.1 , n 0.65 则 Q 。
L6.1F065流量计算结果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%=277.3m 3/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=35 ;根据现场实测以及相关资料,确定河床比降J=0.0156,利用计算软件可以求得:1桥梁基本信息2河流资料2.1基本资料断面桩号及标高数据列表3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=277.3(m彳⑸对应的设计洪水位为870.125(m),即H=870.125(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3仁0( m2)河槽过水面积3 2=64.87( m)右滩过水面积3 3=0( m)全断面过水面积3 s= 31+ 32+ 33=64.87( m)左滩水面宽度B仁0(m)河槽水面宽度B2=74(m)右滩水面宽度B3=0(m)3.3计算水力半径计算公式R= 3/B式中:3为过水面积(m)B为水面宽度(m)河槽水力半径R2= 3 2/B2=64.87/74=0.877(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》(JTG C30-2002)V = m R 2/3 I1/2(5.3.1-3)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V2 = m2 R2 2/3 11/2=33 X0.8772/3x(20/1000) 1/2= 4.275(m⑸3.5计算流量计算公式Q = wX V式中:3为过水面积(川)V为流速(m⑸左滩流量Q1 = s i X V1 =0 X0 = 0(m 3⑸河槽流量Q2 = s 2 X V2 =64.87 X4.275 = 277.299(m 3⑸右滩流量Q3 = s3 X V3 =0 X0 = 0(m 3/s)全断面流量Qs = Qi + Q2 + Q3 =0 + 277.299+0 = 277.299(m 3/s)3.6计算全断面流速Vs = Qs / s s = 277.299 / 64.87 = 4.275(m/s)4计算结果列表全断面数据4.2河槽数据河槽设计流量(m 3/s) 277.299 河槽平均水深(m) 0.877 河槽最大水深(m) 5.125 河槽水面宽度(m) 74 河槽过水面积(川)64.87河流断面图式中: 设计流量 Q P =277.3 (m 3/s) 设计洪水河槽流量Q C =277.3 (m 3/s)3 •桥长计算河槽宽度计算公式L jQ p Q c门3B c河槽宽度B c=24.2m系数K和指数n3,该河段属于稳定河段,K 0.84, n 3 0.9可求得L=20.3m 。