工程地质与桥涵水文 教学课件 作者 盛海洋13.ppt

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1、第一节桥孔最小净长Lj计算第二节桥面中心和引道路堤最低设计标高的确定主要内容第十三章大中桥孔径计算回总目录学习目标：1、掌握桥孔最小净长Lj计算；2、掌握桥面中心最低标高计算；3、掌握引道路堤最低设计标高的计算；4、熟悉桥前最大壅水高度和桥下壅水高度计算；5、了解各种水面升高值（波浪高度、波浪侵袭高度、水流局部冲击高度、河弯超高、水拱和河床的淤高）计算。本章重点1、桥孔最小净长计算；2、桥面中心最低标高和引道路堤最低设计标高的计算。本章难点桥面中心最低标高和引道路堤最低设计标高的计算。第一节桥孔最小净长Lj计算内容：一、建桥后的水流图式二、桥孔最小净长Lj计算一、建桥后的水流图式一

2、、建桥后的水流图式水流状态：1为开始壅水断面；2为最高壅水断面；3为桥位断面；4为桥后收缩断面；5为恢复断面。1～2为壅水段，水面呈a型壅水曲线。2～3水面呈漏斗状降落，纵向横向均有坡度，但至3断面，仍有桥下壅高△Z’，3～4水面继续呈漏斗状降落，至4断面为水深最小、动能最大的收缩断面，2～4整个为水面降落收缩段，从最高壅水断面至收缩断面纵向近似以斜直线连接，4～5为扩散段，水面呈C型壅水曲线，近似地纵向可以斜直线连接。一、建桥后的水流图式冲淤状态：1～2壅水段，过水断面水深沿流向逐渐增大，流速则由天然流速逐渐减小，挟沙能力渐渐减弱，因而该段出现淤积；2～4水面降落收缩段，因有效过

3、水面积沿流程逐渐减小，流速相应增大，挟沙能力随之转向恢复后又提高，则该段河底出现淤积量沿程逐渐减小而转为冲刷；4～5扩散段，该段沿流向冲刷由大变小转为淤积，又从淤积逐渐恢复天然输沙平衡状态。图13-2桥下过水断面面积示意图图13-2桥下过水断面面积示意图二、桥孔最小净长Lj计算有关定义：沿着设计水位的水面线，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，称为桥孔长度L，见图13-2。扣除全部桥墩宽度（仍沿原水面线）后，则称为桥孔净长Lj。二、桥孔最小净长Lj计算桥孔长度的确定，首先应满足排洪和输沙的要求，即保证设计洪水及其所挟带的泥沙能从桥下顺利通过，并从安全和经济

4、两方面着眼，同时应综合考虑桥孔长度、桥前壅水和桥下冲刷的相互影响。《公路工程水文勘测设计规范》中规定，对于峡谷性河段上的桥梁，仅要求按河床地形布置桥孔，不宜压缩河槽，一般可不作桥孔长度计算外，对其他各类河段上的桥梁，可按以下三种公式计算桥孔最小净长Lj二、桥孔最小净长Lj计算（一）.河槽宽度公式（适用于桥位河段分类表中的开阔、顺直微弯、分汊、弯曲河段及滩、槽可分的不稳定河段）此公式认为桥孔净长Lj与河槽宽度Bc成正比。式中：Lj——最小桥孔净长（m）；Qp——设计流量（m3/s）；Qc——设计水位下天然河槽流量（m3/s）；Bc——天然河槽宽度（m）；K、n——系数和指数，按表13

5、-1采用。（一）.河槽宽度公式表13-1K、n值表河段类型Kn开阔、顺直微弯河段0.840.90分汊、弯曲河段0.950.87滩、槽可分的不稳定河段0.691.59二、桥孔最小净长Lj计算（二）、单宽流量公式（适用于河段分类表中的宽滩河段）二、桥孔最小净长Lj计算（二）、单宽流量公式式中：qc——河槽平均单宽流量（m3/s·m），按式13-2b计算；β——水流压缩系数，按式13-2c计算；Qt——天然河滩流量（m3/s）其他符号意义同前。（三）、基本河宽公式适用于河段分类表中的滩槽难分的不稳定河段的公式（三）、基本河宽公式式中：——基本河槽宽度（m），按式13-3b计算——年洪峰流

6、量平均值（m3/s）；——河床泥沙平均粒径（m）；——设计洪水频率桥长换算系数，按式13-3c计算——频率为2％的洪水流量（m3/s）；其他符号意义同前。二、桥孔最小净长Lj计算说明：影响桥孔净长的因素较多，目前还没有能同时反映各种影响因素的桥孔净长的公式。上述公式的计算结果仅为满足排洪输沙需要的最小桥孔净长，确定桥长时，可参照计算结果，运用标准跨径，结合桥位两岸地形、河床断面形态、河床演变趋势、河床地质特点、桥台和桥头引道高度等因素综合考虑。第二节桥面中心和引道路堤最低设计标高的确定一、确定最低标高的计算公式（一）、桥面中心最低设计标高（二）、引道路堤最低设计标高二、各种水面升高

7、值计算（一）、壅水计算(二）、波浪高度和波浪侵袭高度（三）、水流局部冲击高度（四）、河弯超高（五）、水拱和河床的淤高（一）、桥面中心最低设计标高1、对于不通航河流（图13-3a）(1)按设计水位计算桥面中心最低标高Hmin=Hp+∑△h+△hj＋△h0(13-4)（一）、桥面中心最低设计标高式中:Hmin——桥面中心最低标高（m）；Hp——设计水位标高（m）；∑△h——根据河流的具体情况酌情考虑壅水、浪高、波浪壅高、水拱、局部股流壅高（水拱与局部股流壅高不能同时考虑，