挤束系数： d
(桥墩阻水而引起的桥下过水面积减小)
M
压缩系数： y y
d
j M d
桥涵水文 x
第二节 桥孔长度计算
M y d x
y M (M y d )

M

y


y (1 )M
平原河流的桥孔布设
① 顺直微弯河段，桥孔布设应考虑河槽内边滩下移，主槽在 河槽内摆动的影响。河槽内墩台基础应埋置在同一高程。
② 弯曲河段，考虑河槽凹岸水流集中冲刷和凸岸淤积等对桥 孔及墩台的影响。
③ 滩槽较稳定的分汊河段，若多年流量分配较稳定，可考虑 布设一河多桥。
④ 宽滩河段，可根据桥位上下游主流趋势及深泓线摆动范围 布设桥孔，并可适当压缩河滩。
③在边滩微弯河段上，通常只对河滩进行压缩，而对河槽宽 度则不压缩或少压缩。
④对深槽和浅槽稳定河段，一般毫不压缩地以桥孔跨越河槽 的全部过水宽度。
⑤在通航河段和有堤防的河段上，是否可以压缩设计洪水的 过水断面以缩短桥孔长度，须视具体情况而定。
桥涵水文
第一节 桥位河段水流图式和桥孔布置原则
二、各类河段桥孔布设原则
山区河流的桥孔布设
① 峡谷河段宜单孔跨越。 ② 开阔河段可适当压缩河
滩。
湖南淘金大桥
贵州北盘江大桥 桥涵水文
第一节 桥位河段水流图式和桥孔布置原则
大跨度钢筋砼箱形拱桥，全长856.12m，桥宽24m；单孔跨 长江，净跨420m ,桥面距江面高140m。
长江开阔河段 万县长江大桥
桥涵水文
第一节 桥位河段水流图式和桥孔布置原则
孔径的计算，主要是依据桥位断面设计流量和水 位，推算需要的桥孔的最小长度和桥面最低高程， 为确定桥孔设计方案提供设计依据。
桥涵水文
桥涵水文
第一节 桥位河段水流图式和桥孔 布置原则
桥涵水文
第一节 桥位河段水流图式和桥孔布置原则
建桥以后，河流受到桥头引道的压缩和墩台阻水的影 响，改变了水流和泥沙运动的天然状态，引起河床的冲 淤变形，导致水流对桥梁墩台基础的冲刷，危及桥梁的 安全。
第二节 桥孔长度计算
桥涵分类有两个标准：单孔跨径和多孔跨径总长。
桥涵 分类
特大桥 大桥 中桥 小桥 涵洞
公路桥涵
多孔跨径总长L/m
L≥1000 100≤ L ≤ 1000
30＜ L＜100 8≤ L≤30 -
单孔跨径l/m
l≥150 40 ≤ l ≤ 150
20＜l＜40 5≤l ＜20
l＜5
桥涵水文
桥涵水文
第二节 桥孔长度计算
桥涵水文
第二节 桥孔长度计算
桥孔长度：
设计水位两桥台前缘 之间(埋入式桥台则为两 桥台护坡坡面之间)的水 面宽度。
桥孔净长：
桥孔长度扣除全部桥墩宽度 （顺桥向）后称为桥孔净长。
桥涵水文
第二节 桥孔长度计算
桥孔长度的确定，首先应满足排洪和输沙的要求，保 证设计洪水及其所携带的泥沙从桥下顺利通过，并应综 合考虑桥孔长度、桥前雍水和桥下冲刷的相互影响。
第三章大中桥孔径计算及墩台冲刷计算
第一节 桥位河段水流图式和桥孔布置原则 第二节 桥孔长度计算 第三节 桥面高程 第四节 桥下河床冲刷计算
桥涵水文
本章主要任务在于计算大中桥桥孔长度、桥面标 高、墩台基础的埋置深度。
小桥涵孔径，一般按水力学方法确定，而确定大 中桥孔径，要比确定小桥涵孔径复杂得多，需要进 行专门研究。
考虑河流的型性，不同河段桥孔布设作不同的考虑。
桥涵水文
第一节 桥位河段水流图式和桥孔布置原则
①在冲积河流上建桥，常常对河流的自然过水断面中，那些 水面很宽，过水面积很大，但通过的流量却很小的部分， 用路堤代替桥孔。
②在宽浅变迁和宽浅游荡河段上，洪水的摆动常将河槽扩宽 到远大于排洪与输沙实际需要的宽度，建桥时用引道路堤 代替桥孔。
新疆天山南麓 冲积扇
阿拉尔塔里木河大桥
桥涵水文
第一节 桥位河段水流图式和桥孔布置原则
三、桥孔布置的原则
1. 桥孔设计应在保证桥梁安全运营的情况下，顺畅宣泄包括 设计洪水在内的各级洪水的水流和泥沙，避免河床产生不 利变形，保证墩台具有足够的稳定性，并做到经济合理。
2. 桥孔设计应满足通航、流冰、流木及其他漂流物顺畅通过 桥下的要求。
小结： 水流图式反映了建桥以后桥孔长度、桥前雍水、桥下 冲刷三者之间的关系。
桥孔长度↑，压缩↓，雍水高度↓，冲刷↓。
设计时应综合考虑它们的影响。
桥孔长度↑,雍水高度↓,桥面标高↓,但桥梁造价↑ ； 桥孔长度↓ ，雍水高度↑ ，威胁桥位上游两岸的安全；桥
面标高↑ ，引道工程量↑ ，且基础工程的埋深↑ 。
1.00 0.98 0.97 0.95 0.94 0.93 0.92 0.91
1.00 0.99 0.97 0.97 0.96 0.95 0.94 0.93
1.00 0.99 0.98 0.97 0.96 0.96 0.95 0.94
1.00 0.99 0.98 0.98 0.97 0.96 0.96 0.95
一、冲刷系数法 二、经验公式法
桥涵水文
第二节 桥孔长度计算
一、冲刷系数法
原理：利用桥位断面的设计流量 Qs 和设计水位Hs，
根据水力学的连续性原理Q v，求出桥下顺利渲泄设
计洪水时所需要的最小过水面积，用以控制桥孔的最小 长度。
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
桥下河槽开始冲刷
⑤ 游荡河段，不宜过多压缩河床，应结合当地治理规划，辅 以调治工程，在深泓线可能摆动的范围内设置桥孔。
桥涵水文
第一节 桥位河段水流图式和桥孔布置原则
顺直微弯河段上桥渡河段演变趋势
桥涵水文
第一节 桥位河段水流图式和桥孔布置原则
分汊河段 润扬长江大桥
桥涵水文
第一节 桥位河段水流图式和桥孔布置原则
桥长4475.09m，孔跨布置21×20m+77×50m+10×20m 所处河段主河槽宽度一般为0.5～0.6km，河槽最大摆动幅度为 1500m。
y 冲刷前桥下有效过水面积，不包括桥墩和涡流所占
的过水面积。
vs 设计流速，一般采用天然河槽的平均流速。 桥涵水文
第二节 桥孔长度计算
所以，实际所需的过水面积： M y d x
M 冲刷前桥下毛过水面积；
d 冲刷前桥墩所占的桥下过水面积；
x 冲刷前墩台侧面涡流所占的桥下过水面积。
桥孔长度，布设桥孔孔数。
桥涵水文
第二节 桥孔长度计算
图解法
① 利用实测桥位断面图，绘制设计水位下沿水面宽度的过水断 面面积累积曲线；
趋于稳定
桥下流速减小
桥下过水面积增大
天然河槽平均流速
vS
别列柳伯斯基假设 桥涵水文
第二节 桥孔长度计算
别列柳伯斯基假定： 桥下过水面积扩大到使桥下流速等于天然河槽流速时，
桥下冲刷即停止。
为了推算冲刷后的桥下过水面积，引入冲刷系数P:
P 冲后 1.0 冲前
建桥后，桥下冲刷结束
Qs v冲后 P 冲前 vs Py
因此，孔径的计算和布置，应以建桥前后桥位河段内 水流和泥沙运动的客观规律为依据。
桥涵水文
第一节 桥位河段水流图式和桥孔布置原则
一、建桥前后桥位河段水流运动的变化
1.建桥前
由于桥位一般选在顺直河段，可以看成是均匀流(各个 断面的比降、流速均相等)，任意一个断面的输沙存在 一个动态平衡状态。
桥涵水文
第一节 桥位河段水流图式和桥孔布置原则
3. 桥孔设计不宜过分压缩河道、改变水流的天然状态。建桥 后引起的流势变化、河床变形和桥前雍水高度，应在两岸 农田、村镇和堤防安全的允许范围之内。
4. 桥孔设计应考虑桥址上下游已建成或拟建的水利工程、航 道、码头和管线等引起的河床演变对桥孔的影响。
桥涵水文
第一节 桥位河段水流图式和桥孔布置原则
5. 桥孔布设应于天然河流断面流量分配相适应。 6. 在通航和筏运的河段上，应充分考虑河床演变所引起的航
道变化，将通航孔布设在稳定的航道上，必要时可预留通 航孔。 7. 在主流深泓线上不宜布设桥墩，在断层、溶洞等不良地段 也不宜布设墩台。 8. 桥孔设计时，对跨径在60m以下的桥孔，应尽量采用标准 跨径。 9. 考虑施工条件和经济效益及生态环境效益，作全面的技术 经济比较，选择合理的桥孔设计方案。
桥涵水文
各类河段冲刷系数建议值
桥涵水文
设计 流速
<1 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 ≥4.0
桥墩水流侧向压缩系数值
单孔跨径
≤10 13 16 20 25 30 35 40 45
1.00 0.96 0.96 0.93 0.90 0.89 0.87 0.85
1.00 0.97 0.96 0.94 0.93 0.91 0.90 0.88
第二节 桥孔长度计算
在桥梁工程中，中小跨度的桥梁占的比例非常大。这 部分桥梁如果采用标准设计，其工程设计和施工质量将 大大提高，其经济效益也是非常可观的，因而我国《公 路工程技术标准》中规定，标准设计或新建桥涵跨径在 50m以下时，均应采用标准跨径。
桥涵标准化跨径有: 0.75m,1.0m,1.25m,1.5m,2.0m,2.5m,3.0m,4.0m, 5.0m,6.0m,8.0m,10m,13m,16m,20m, 25m,30m,35m,40m,45m,50m。
1.00 0.99 0.98 0.98 0.97 0.97 0.96 0.96
1.00 1.00 0.99 0.99 0.99 0.99 0.98 0.98 0.98 0.98 0.97 0.98 0.97 0.97 0.96 0.97