大桥水文计算报告书.doc

某大桥新建工程

桥
梁
水
文
计
算

一、概况
1.咱们在外业测量期间,收集了如下资料
1.1沿线地形图（1：10000和1：50000）；
1.2计算流量所需要资料（如近年平均降雨量、与设计洪水频率相相应24h降雨量及雨力）；
1.3地区性洪水计算办法、历史洪水资料、各河沟已有洪水成果；
1.4既有河流设计断面、流量、水位；
2.水文调查及勘测重要包括了如下重要内容
2.1各汇水区内土壤类别、植被状况、蓄水工程分布及现状；
2.2依照河沟两岸土壤类别、河床质，选定河沟糙率；
2.3当桥涵位处在村庄附近时，通过走访村中老同志或洪痕调查历史洪水位、常水位、河床冲淤及漂浮物等状况；
2.4调查原有桥涵现状、构造类型、基本埋深、冲刷变化、运营状况等；
2.5测量河沟比降。施测范畴应以能求得桥（涵）区段河沟坡度为准。平原区为水文断面上游不少于200m，下游不少于100m；山区水文断面上游不少于100m，下游不少于50m；
2.6测量水文断面。当历史洪水位距桥（涵）位比较远，河沟断面有变化时，在历史洪水位附近，亦应布测水文断面，测量范畴以满足水位、流量计算为准。
3.工程水文勘测计算根据
3.1《公路工程水文勘测设计规范》JTG C30—；
3.2《公路桥涵设计通用规范》JTG D60—；
3.3《实用桥涵水力水文计算原理与习题法指南》叶镇国主编；
3.4《公路小桥涵勘测设计示例》孙家驷主编；
3.5《桥位勘测设计》（土木工程专业用）高冬光主编；
3.6《公路桥涵设计手册-桥位设计》高冬光主编。
二、设计流量计算（6×20米预应力混凝土空心板桥）
在现场，通过走访附近年龄较大村民（60岁以上）和现场合测洪痕得知，该桥位处历史最高洪水位为71m(黄海高程)左右。由于缺少水文观测资料，运用交通部公路科学研究所1960年制定暴雨径流简化公式进行计算设计流量。
从1:10000地形图上，量桥位以上流域流域面积F=5km2，运用交通部公路科学研究所1960年制定暴雨径流简化公式进行计算。

依照公路桥涵设计手册-涵洞册查表，计算得到。
假定通过设计流量时天然水深为=1.3m，依照河床断面求得：过水面积，湿周，水力半径，则：

计算流量与设计流量之差不大于5%,故可拟定河槽天然水深=1.3m。
河床底下为岩石，由桥位勘察设计查表得到，取临界流速，因桥孔断面为矩形，故临界水深为：

因此，桥下河流为自由式出流。
采用单孔，桥台采用八字翼墙，查表得到，因桥孔断面为矩形，则

三、设计洪水位计算
初步拟定本桥采用14孔30米预应力混凝土T梁，把桥孔布置在CAD图中。在标高为84米处，平均水深为16.05米处河槽过水面积为2039m2。
计算桥位断面处不同水位过水面积ω，河床宽度B 表3—1
项目
序号
H(m)
(m)
(m2)

1
3
127
2039
16.05
4.26
8686
通过试算桥位断面处水位为84m时候远不不大于计算出1/100洪水频率时洪水流量，考虑到路线等其他因数，故84m这个水位可采用。
四、桥孔长度计算
1、用过水面积计算
初步拟定，上部构造采用预应力混凝土空心板梁，选用原则跨径14孔30m（桥墩中心间距），并选定墩宽1.2m。设计流速采用天然河槽平均流速，即，冲刷系数选用=1.2（见下表4—1）。
冲刷系数 表4—1
河 流 类 型
冲刷系数
附 注
山 区
峡谷段
开阔段
1.0～1.2
1.1～1.4
无 滩
有 滩
山前区
半山区稳定段（涉及丘陵区变迁性河段）
1.2～1.4
1.2～1.8
在断面平均水深≤1m时，才干使用接近1.8较大值
平 原 区
1.1～1.4

注：
1.采用冲刷系数时，应注意使桥前壅水或桥下流速增大不致危害上、下游堤防，农田、村庄和其他水式建筑物心及影响通航评放筏等;
2.河网地区河流及人工渠道上桥孔尽量减少对水流干扰。
则：

参照桥位处河床横断面和现场勘察意见，拟定将一岸桥台前缘置于桩号K0+240处，采用6孔20米预应力混凝土空心板桥，则另一桥台置于K0+360处，依照桥位断面图计算，桥下实有毛过水面积为8686，远不不大于于，可以采用14孔30米预应力T桥型。调查水位与设计水位基本吻合。
五、拟定桥面标高
5.1壅水高度
桥下实有净过水面积依照桥位断面图进行计算为509.2，河床土质属中档岩石，按表2—5可知：
桥下平均流速 表5—1
土 壤 种 类
桥下平均流速
松软土壤：淤泥、细砂、中砂、松软淤泥质砂粘土

中档密实：粗砂、砾石、小卵石、中档密实砂粘土和粘土

密实土壤：大卵石、大漂石、密实粘土

5.2波浪
可依照《公路桥位勘测设计规范》有关表格查得，；
5.3计算水位
。
5.4计算桥面标高
本河段无流冰、流木和较大漂浮物，其她引起水位升高因素均可略去不计 ，同步考虑到该桥资金缺少 ，及周边房屋标高、引道接线状况，桥下净空安全值取0.5米。

式中：—桥面中心标高（m）;
—1/50洪水位（m）；
—桥下净空高度（m）；
—桥上部构造高度（m）；
—波浪高度（m）。

六、桥梁墩台冲刷
6.1桥下断面普通冲刷
6.1桥下断面普通冲刷
6.1.1按冲止流速建立公式
桥孔压缩水流，桥下流速增大，水流挟沙能力也随之增大，收起桥下断面河床冲刷，即为普通冲刷，随着普通冲刷发展，桥下断面逐渐增大，流速相应减少，桥下河槽泥沙输送和互换达到暂时平衡状态，或者流速减少到不能继续冲刷河床时，冲刷即趋于停止，同步，普通冲刷深度达到最大，通惯用冲刷停止时桥下垂线处普通冲刷深度。
依照水力学持续性原理，普通冲刷停止时，桥下最大垂线水深与桥下断面单宽流量 桥下断面最大单宽流量（）出当前桥下断面最大水深 处，可依照桥下断面平均单宽流量推求。桥下断面平均单宽流量相应着桥下断面平均水深，由谢才—满宁公式可知，单宽流量与相应垂线水深5/3次方成正比，因此

依照锦江河现场状况，河床为沙质河槽，又根据国内桥梁观测资料分析成果，沙质河槽冲止流速，可按下式计算

式中E为与汛期含沙量关于系数，可查下表6—1式中含沙量，应采用水文站近年汛期三个月月最大含沙量平均值，缺少水文站资料时，可依照汛期实测资料或洪水调查资料来拟定。
E 值 表6—1
含沙量
＜1.0
1～10
＞10
E
0.40
0.66
0.86
沙质河槽内，有推移质运动，冲刷过程中又有上游来沙补偿。随着普通冲刷发展，桥下各垂线处单宽流量将进行再分派，有向深水垂线集中趋势，河槽越宽浅、越不稳定，单宽流量集中趋势越强。采用单宽流量集中系数A表达其中集中限度，由观测资料分析得知，与河流宽深比关于

那么，公式

式中：
—桥下河槽普通冲刷后最大水深（m）；
—设计流量；
—桥孔净长（m）；
—计算断面桥下河槽最大水深(m)；
—计算断面桥下河槽平均水深（m）;
—河床泥沙平均粒径（mm）；
—压缩系数；
A—单宽流量集中系数；
E—与汛期含沙量关于系数；
由桥位断面图可知，河槽最大水深。并且，依照地质勘察资料，由表6—1查得。

6.1.2按别式假定建立公式
包尔达列夫依照别列柳伯斯假定，以为桥下流速到天然河槽流速时，桥下冲刷停止，并且同一垂线处，冲刷后水深与冲刷前水深成正比并于本世纪二十年代建立了计算桥下普通冲刷经验公式，称为包尔列夫公式，适于稳定性河段河槽某些，
河床土质均匀时，可按下式计算。

式中：
—普通冲刷后垂线水深（m）；
—冲刷前相应垂线水深（m）；
—冲刷系数。（冲刷系数见表4—1）
就河口大桥详细状况，河槽某些平均水深4.31米，冲刷系数取值为1.1则河槽冲刷水深
综合上述计算，取，
6.2桥墩局部冲刷
桥墩局部冲刷深度与诸多因素关于，除冲向桥墩流速以外，重要尚有桥墩宽度、桥墩型式、水深、床沙粒径等。局部冲刷坑范畴，重要决定于冲刷深度和床沙休止角。
当前，桥墩局部冲刷计算公式诸多，《桥位勘测规程》中65—1公式和65—2公式，是1956年国内“桥渡冲刷计算学术会议”推荐试用，符合国内河流实际状况，得到广泛应用。
依照河现场状况，河床为沙质河槽，又根据国内桥梁观测资料分析成果，沙质河槽冲止流速，可按下式计算

式中E为与汛期含沙量关于系数，可查下表6—1式中含沙量，应采用水文站近年汛期三个月月最大含沙量平均值，缺少水文站资料时，可依照汛期实测资料或洪水调查资料来拟定。
E 值 表6—2
含沙量
＜1.0
1～10
＞10
E
0.40
0.66
0.86

6.2.1 按65—1修正式：
=3.23
；
桥墩宽度B=1.2m
当时，
—桥墩局部冲刷系数（m），为冲刷坑最大深度；
—桥墩系数（查表可得），=1；
—系数，，其中为河床土壤平均粒径（mm）；
—冲向桥墩流速，普通采用普通冲刷停止时冲止流速，但不同普通
冲刷计算公式，冲止流速计算也不相似，应结合实际状况分析拟定；
—床沙起动流速，；
—墩旁床沙起冲流速，=0.49，其中h和均以m计；
—指数，，其中以mm计。
得出：
6.3总冲刷深度
最底冲刷线标高：，冲刷深度
两侧桥台位于河外，不存在冲刷。

1
m
0.5541

0.6

0.923
m

七、通航水位计算
依照江西省交通厅【赣交航务字（1999）1号】《关于发布江西省八级航道告知》本桥位处富水河为Ⅷ-⑵级航道，通航水位为1/2，最小通航净高为3.5米，通航净宽为12米，经调查1/2一遇洪水位为68.1米，通航高度为3.5米，因而桥下通航孔净空高度为71.6，桥面设计标高为=71.6+1.15=72.75米。