8桥涵水文第八章.ppt

第八章 小桥和涵洞计算 武汉理工大学交通学院 第七章 回 顾 1 导流堤 2 丁坝 3 计算示例 第八章 小桥和涵洞孔径计算 小桥涵孔径计算的目的，是要合理地确定桥涵孔径的大小、河床加固的类型和尺寸、壅水高度、桥涵处路基和桥涵顶面的最低标高。 第一节 小桥和涵洞勘测 一 小桥涵勘测设计任务 小桥涵勘测设计任务包括外业勘测和内业设计两部分。 其外业有：调查收集公路沿线的工程地质、水文地质、水文、气象、地震、地形、农田水利、环境保护、有关建设及施工条件等资料，按不同设计阶段进行相应的勘测工作。 内业有：对已有资料的综合分析和研究，进一步从技术上使设计方案具体化，完成《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》规定的设计图表资料，据以提供概预算的编制和工程施工的依据。 第一节 小桥和涵洞勘测 1 勘测前的准备工作 地形资料。 地质资料。 水文资料。 气象资料。 其他资料。 第一节 小桥和涵洞勘测 2 小桥涵洞位置的确定－－山岭区 一沟一函。 涵位与路基排水密切配合。 涵位与路线平纵曲线配合。 第一节 小桥和涵洞勘测 2 小桥涵洞位置的确定－－平原区 有利于农业灌溉。 防止排水不畅。 村庄附近设置涵洞。 地基承载力的要求。 第二节 小桥孔径计算 一 水流通过小桥的图式 在多数情况下，通过小桥桥下的水流受到压缩，水流在进入桥孔时会发生侧收缩，使桥孔过水断面面积减小，上游水位抬高。 小桥的水流图式与宽顶堰相同，一般采用宽顶堰理论作为小桥孔径计算的理论依据。 水流通过小桥的可能图式，按下游水深的大小可分为自由式出流与淹没式出流两种。 第二节 小桥孔径计算 一 水流通过小桥的图式 1．自由式出流 下游的天然水深 ht＜=l.3hk 时，桥下水流图式下图所示，桥下水深为临界水深hk。这种图式称为自由式出流。 第二节 小桥孔径计算 一 水流通过小桥的图式 2、淹没式出流 下游的天然水深htl.3hk时，桥下的水深为天然水深ht 。称为淹没式出流。 第二节 小桥孔径计算 二 小桥孔径计算 通常是根据天然河床土质情况选定加固河床的类型，并据此确定允许流速（查表得到）。 计算通过设计流量时，按临界水流状态设计，根据设计流量计算孔径大小和桥前壅水水深，然后与允许的桥前水深值比较，从而判断是否要调整孔径大小。 若桥前壅水水深超过实际允许的桥前水深值，则应增大孔径，使桥前壅水水深降低至允许值。 第二节 小桥孔径计算 二 小桥孔径计算 通常是根据天然河床土质情况选定加固河床的类型，并据此确定允许流速（查表得到）。 容许流速查表。 第二节 小桥孔径计算 二 小桥孔径计算 1 判别桥下水力图式 1） 确定河槽天然水深ht 按照水力学 明渠均匀流公式，采用试算法确定天然水深。即先假定一个天然水深值，按照下式计算流量，并与设计流量对比，相差不超过5％时，可以认为假定水深即为所求天然水深。否则要重新假定水深。 第二节 小桥孔径计算 二 小桥孔径计算 1 判别桥下水力图式 2） 确定河槽桥下临界水深hk 按照临界水深函数求得hk ： （新教材p169公式错） 则平均临界水深为： （vk取为河床容许流速） 第二节 小桥孔径计算 二 小桥孔径计算 1 判别桥下水力图式 若为矩形断面或宽浅梯形断面，有 临界断面水面宽度为： 其中m为边坡系数。 第二节 小桥孔径计算 二 小桥孔径计算 1 判别桥下水力图式 3） 水流图式判别 ht＜=l.3hk 时，桥下水流为自由式出流。 htl.3hk时，为淹没式出流。 第二节 小桥孔径计算 二 小桥孔径计算 2 确定通过设计流量时需要的小桥孔径长度L 1） 自由式出流，水面宽度为： ε为水流挤压系数。由桥墩形状查表得到。 第二节 小桥孔径计算 二 小桥孔径计算 2 确定通过设计流量时需要的小桥孔径长度L 若为矩形断面，则桥孔长度L=B；若为梯形断面，则桥孔长度为： L=B+2m△h △h为小桥上部结构高出水面的高度 第二节 小桥孔径计算 二 小桥孔径计算 2 确定通过设计流量时需要的小桥孔径长度L 2） 淹没式出流，桥下过水断面的平均宽度为： 若为矩