水文分析计算论文 公路桥梁施工论文

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1、水文分析计算论文公路桥梁施工论文公路桥梁的水文计算　　摘要：水文计算是公路桥梁设计中的一项重要内容，包括形态断面计算、设计洪水流量及洪水位计算、桥孔设计计算及冲刷计算等。　　关键词：水文计算；公路桥梁；经验公式；水文断面；设计流量；设计洪水位　　众所周知，我国山河壮美、景色秀丽，同时也为公路桥梁的建设增加了难度。为保证公路桥梁能发挥预期的经济效益，就必须保证其安全性和适用性，因此，水文计算就显得特别重要。进行水文分析和计算首先要收集水文资料。水文资料记录着河流水情的变化，为水文计算提供了基本的计算数据。水文资料主要来源于三个方面，即水文站的观测资料、洪水调查资料和文献考证资料。通过水文资料加上

2、河床断面资料，结合水文计算方法，就可以进行桥涵水文水力计算了。水文计算包括形态断面计算、设计洪水流量及洪水位计算、桥孔设计计算、河床的冲刷深度计算等方面。　　1形态断面的计算　　根据给定的水文计算断面的基本计算数据计算出相应水文断面的一些水力因素称为形态断面的计算。形态断面计算首先要收集水文计算断面地形资料，计算出河槽河滩的宽度、深度、水流速度进而计算出河槽流量河滩流量等。由历史洪水位推算相应的洪水流量的计算步骤如下　　1.1形态断面的选择　　1.1.1处于近似均匀流的河段上，一般要求河道顺直，水流通畅，河床稳定，河滩较小，河滩与河槽的洪水流向一致，并且无河湾、河汊、沙洲等阻塞水流的现象。　　

3、1.1.2尽量靠近调查的历史洪水位，但距桥位也不宜过远。形态断面与桥位断面之间，应无支流汇入，又无分流或壅水现象。　　1.1.3形态断面必须垂直于洪水流向，形态断面的形状应尽量符合洪水发生时的实际情况。　　1.2水文断面的流速、流量计算　　水文断面的平均流速，可用谢才-满宁公式计算：　　式中：ν为断面平均流速（m/s），对于复式断面，河槽与河滩的断面平均流速应分别计算；n为粗糙系数；R为水力半径（m）；i为洪水比降，以小数计。　　水文断面的流量按下式计算：　　单式断面时，Ｑ＝Ａv　　复式断面时，Q=Qc+Qt=Acvc+Atvt　　式中：Q为全断面总流量（m3/s）；A为过水断面面积（m2）；

4、Ac和At分别为河槽和河滩的过水面积（m2）；vc和vt分别为河槽盒河滩的断面平均流速（m/s）；Qc和Qt分别为河槽和河滩的流量（m3/s）。　　如果需要由洪水流量推算相应的历史洪水位，只需按照上面的步骤假定不同的洪水位，然后试算洪水流量，直到计算出的洪水流量与已知的洪水流量吻合即可。　　2设计流量与设计洪水位的计算　　为了确定高速公路的路面高程，根据《公路桥位勘测设计规范》（JTJ062-91），高速公路特大桥按1/300频率标准、大中桥按1/100频率标准进行设计。因此，必须推求沿线桥位的设计流量与设计水位。　　2.1设计流量的计算方法　　桥涵设计流量的推算，应按《公路桥位勘察设计规范》

5、（JTJ062-91）的要求，根据所掌握的资料情况，选择适当的计算方法。目前，对于大、中河流，具有足够的实测流量资料时，主要采用数理统计法（水文统计法），而缺乏实测资料时，则多采用间接方法或经验公式计算，若具有足够的实测暴雨资料时，也可以利用暴雨资料，通过成因分析，进行计算。　　2.2设计水位的推算方法　　当桥位附近有水位站实测历年水位资料时，采用频率计算方法，具体计算原理及方法同流量频率计算。若桥位附近无实测水位资料时，利用计算所得桥位处设计流量，采用形态法推求设计洪水位。　　3大中桥孔径的计算　　3.1桥孔布置的原则　　3.1.1保证设计洪水和它所挟带的泥沙顺利宣泄，避免河床产生不利于桥梁

6、的变形，并能满足通航、流冰和漂浮物安全通过的要求。　　3.1.2与天然河流断面的流量分配相适应，两侧河滩的冲刷前桥下过水面积之比，应大致等于两侧河滩的流量之比。　　3.1.3根据桥位河段的天然特征，以及水工建筑物（已建或拟建的）可能引起的影响，考虑河床变形和水流变化对桥梁的影响。　　3.1.4尽可能照顾当地的发展规划，与农田水利设施相配合。建桥后的桥前壅水，不得对两岸河堤、农田、村镇造成威胁；在平原地区尤为重要，往往以桥前壅水的允许高度，作为桥梁长度的控制因素。　　3.1.5按《公路工程技术标准》中的规定，对跨径在60m以下的桥孔，尽可能采用标准跨径。　　3.1.6注意地质情况，桥梁的墩台基础

7、避免设在断层、溶洞等不良地质处。　　3.1.7综合考虑施工条件和经济效益，作全面的比较，选择合理的桥孔布置方案。　　3.1.8在桥梁跨径选择上，应充分考虑桥梁的美学设计，尽量做到跨径与桥高的协调、美观。　　3.2桥孔长度的确定　　桥孔长度的确定，应满足排洪和输沙的要求，保证设计洪水及其所挟带的泥沙从桥下顺利通过；应满足桥下天然或人工漂浮物的通过，保证冰凌或竹排、木排从桥下顺利通过；应满足桥下水面通