桥涵水文课后习题答案.doc

CSU

习题4-1
解：各部分的平均流速、各部分面积以及各部分流量计算结果如下表。
计算示例如下：
；
；

编号
1
2
3,4
5
6
7
合计
测线流速
0.7
2.0,1.6
2.5,2.3，2.0
2.4,2.3
1.8
1.78

部分平均流速
0.7
1.8
2.27
2.35
1.8
1.78
部分断面面积
2.835
17.634
26.64
7.184
15.832
1.98
72.105
部分流量
1.985
31.741
60.473
16.882
28.498
3.524
143.103
因此水位标高31m时通过的总流量：
过水断面面积：
断面平均流速：
将所得结果标到该形态断面水位关系曲线图上，如下：

习题4-2解：各部分湿周、面积、水力半径计算如下：

左河滩部分
河槽部分
右河滩部分
湿周
3.378
15.585
9.823
面积
2.835
51.458
17.812
水力半径
0.839
3.302
1.813
桥前水面坡度为0.0029835，取河滩粗糙系数为12，则
左河滩流量
右河滩流量
故河槽部分流量
从而主槽粗糙系数为

习题5-1
解：第一步，把流量按递减顺序重新排列，并用维泊尔公式计算经验频率，如下表
顺序号
按年份顺序排列
按大小排列
经验频率
年份
流量
流量
1
1950
70
86
4.2
2
1951
34
73
8.3
3
1952
50
70
12.5
4
1953
43
68
16.7
5
1954
48
65
20.8
6
1955
65
56
25.0
7
1956
54
56
29.2
8
1957
12
54
33.3
9
1958
28
50
37.5
10
1959
39
48
41.7
11
1960
56
47
45.8
12
1961
68
43
50.0
13
1962
47
42
54.2
14
1963
33
39
58.3
15
1964
22
36
62.5
16
1965
7
34
66.7
17
1966
86
33
70.8
18
1967
56
28
75.0
19
1968
36
25
79.2
20
1969
25
22
83.3
21
1970
16
16
87.5
22
1971
73
12
91.7
23
1972
42
7
95.8
第二步，将各流量样本值和相应的经验频率值绘于海森机率格纸上，如下图，这些离散点组成一条经验频率曲线
第三步，计算统计参数
；
；
第四步，分别假设等于0.1、0.2、0.5，计算出若干组理论频率曲线，如下表
p(cs=0.1)
fai
Kp
Qp
0.01
2.4
2.12608
93.36255104
0.05
1.67
1.783564
78.32164593
0.1
1.39
1.652188
72.55253164
0.2
0.84
1.394128
61.22034286
0.5
-0.02
0.990616
43.50092041
0.75
-0.8
0.62464
27.42981632
0.9
-1.27
0.404116
17.74594591
0.95
-1.62
0.239896
10.53455305
0.99
-2.25
-0.0557
-2.4459541

p(cs=0.2)
fai
Kp
Qp
0.01
2.47
2.158924
94.80482961
0.05
1.7
1.79764
78.93976532
0.1
1.41
1.661572
72.96461124
0.2
0.83
1.389436
61.01430307
0.5
-0.03
0.985924
43.29488061
0.75
-0.8
0.62464
27.42981632
0.9
-1.26
0.408808
17.9519857
0.95
-1.59
0.253972
11.15267244
0.99
-2.18
-0.022856
-1.00367553

p(cs=0.5)
fai
Kp
Qp
0.01
2.68
2.257456
99.13166533
0.05
1.77
1.830484
80.38204389
0.1
1.45
1.68034
73.78877042
0.2
0.81
1.380052
60.60222348
0.5
-0.08
0.962464
42.26468163
0.75
-0.79
0.629332
27.63585612
0.9
-1.22
0.427576
18.77614489
0.95
-1.49
0.300892
13.2130704
0.99
-1.96
0.080368
3.529199984
同样将理论频率曲线绘于海森机率格纸上，如下图

第五步，选择一条最合适的曲线，在上图中，以偏差系数时的曲线与经验点群吻合得较好，最终确定其为选定的理论频率曲线。该一般大桥的设计流量为

习题6-1
解：1、检算梁底水位
(1)由题4-1形态断面水位关系曲线，得设计流量通过时的水位标高为30.4m。
因为河道接近均匀稳定流，所以设计流量通过桥址断面的水位标高

(2)计算桥下河床断面（水位30.04m）
桥下左滩：
过水面积
湿周
水力半径
流速
流量
桥下主槽：
过水面积
湿周
水力半径
流速
流量
桥下右滩:
过水面积
湿周
水力半径
流速
流量
(3)计算桥下壅水高度
扣除墩台阻水面积后的桥下净面积为

桥下流速

建桥前从桥孔部分通过的流量为

因此
查图6-2，，得桥前壅水高度

取桥下壅水高度
(4)检算标高
最高水位
桥下净空小于0.5m，因此梁底水位标高不满足要求。
2、检算基础埋置深度
(1)桥下河槽部分通过的设计流量

(2)计算单位流量集中系数
按平滩水位计算河宽
按平滩水位计算平均水深

(3)河槽桥孔部分的过水净宽
桥下河槽断面的最大水深
桥下河槽断面的平均水深
与汛期含沙量有关的系数E=0.66
取河槽流速为设计流速，单跨孔径，查表6-12，取桥墩水流侧向压缩系数
(4)计算桥下一般冲刷后的最大水深

假定一般冲刷线位于细沙层，，则

一般冲刷线标高=30.04-3.9=26.14m>26m，假定正确。
(5)墩前行进流速为

(6)计算河床泥沙启动流速
假定最低冲刷线位于标高26m以下，取

(7)敦形系数
桥墩计算宽度
河床颗粒的影响系数
(8)敦前泥沙起冲流速

另外，指数
(9)桥墩局部冲刷

最低冲刷线标高=30.04-3.9-0.52=25.62m<26m，说明假设正确。
(10)检查基础埋置深度
冲刷总深度=3.9+0.52=4.42m
基础埋置深度=25.62-25.41=0.21m
基础必须埋置深度=2m
因此1号基础埋置深度不满足规范要求。