第十二章 大中桥位勘测的设计 水力学与桥涵水文（第二版） .pptVIP

叶镇国 彭文波 编著 水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编箸 水力学与桥涵水文 水力学与桥涵水文 第十二章 大中桥位勘测设计 12-1 概论 12-2 桥位河段水流状况和桥孔布置原则 12-3 桥孔长度计算 12-4 桥面高程计算 12-5 调治构造物（课外阅读） 12-1 概论 桥涵分类规定 《公路工程技术标准》（JTJ B01-2003）条文 桥涵分类标准 表12-1 12-1 概论 桥涵布置一般原则 桥梁应根据公路功能、等级、通行能力及抗洪防灾要求，结合水文、地质、通航、环境等条件进行综合设计。 特大、大桥桥位应选择河道顺直稳定、河床地质良好，河槽能通过大部分设计流量的河段。桥位不宜选择在河汊、沙洲、古河道、急弯、汇合口、港口作业区及易形成流冰、流木阻塞的河段以及断层、岩溶、滑坡、泥石流等不良地质的河段。 当桥址处有二个及二个以上的稳定河槽，或滩地流量占设计流量比例较大，且水流不易引入同一座桥时，可在各河槽、滩地、河汊上分别设桥，不宜用长大导流堤强行集中水流。平坦、草原、漫流地区，可按分片泄洪布置桥涵。天然河道不宜改移或裁弯取直。 12-1 概论 桥梁纵轴线宜与洪水主流流向正交。对通航河流上的桥梁，其墩台沿水流方向的轴线应与最高通航水位时的主流方向一致。当斜交不能避免时，交角不宜大于5°，当交角大于5°时，宜增加通航孔净宽。 为保证桥位附近水流顺畅，河槽、河岸不发生严重变形，必要时可在桥梁上、下游修建调治构造物。调治构造物的形式及其布置应根据河流性质、地形、地质、河滩水流情况以及通航要求、桥头引道、水利设施等因素综合考虑确定。 避免危及农田，考虑桥址附近道路、渠道等其它建筑物的需要。 12-2 桥位河段水流状况和桥孔布置原则 桥位河段水流状况 绝大多数的桥位是处于缓流河段，有纵向和侧向收缩。 从桥位上游相当远处的断面起，水面就开始壅高，并呈a1型壅水曲线。 （图 12-3） 12-2 桥位河段水流状况和桥孔布置原则 应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孔长度的控制因素。 对跨径在50m以下的桥孔，尽可能采用标准跨径。 主流深泓线上或主航道上不宜布设桥墩;在断层、陷穴、溶洞、滑坡等不良地质地段也不宜布设墩台。 12-3 桥孔长度计算 有关概念 桥孔长度L（桥长）——设计水位上两桥台前缘之间的水面宽度。 桥孔净长Lj——桥长扣除全部桥墩宽度后的长度。 确定原则 首先满足排水输沙，保证设计洪水及其夹带的泥沙顺利宣泄。 综合考虑长度、壅水和冲刷的相互影响。 12-3 桥孔长度计算 冲刷系数法 冲刷系数P——冲刷后与冲刷前的过水面积之比。 别列柳伯斯基假定 桥下过水面积扩大到使桥下流速等于天然河槽流速时，桥下冲刷即停止。 建议用天然河槽平均流速作为河槽冲刷停止时的平均流速。 计算桥孔长度时，常采用天然河槽平均流速作为设计流速。 12-3 桥孔长度计算 最小毛过水面积的计算 （图 12-4） Ad：冲刷前桥墩所占的桥下过水面积 Ax：冲刷前漩涡所占的桥下过水面积 Ay：冲刷前桥下有效过水面积 Aj：冲刷前桥下净过水面积；Aj=Ay+Ax 压缩系数： Aq：冲刷前桥下毛过水面积。Aq=Aj+Ad 桥墩阻水折减系数 （ 12-5） 12-3 桥孔长度计算 按流量定义（见公式3-10） （12-6） 各类河段的容许冲刷系数 表12-3 河段类别 冲刷系数 山区峡谷段 ≤1.2 山前变迁段 按地区经验确定 其它各类河段 ≤1.4 12-3 桥孔长度计算 桥长的确定 （图12-5） 绘制过水面积累积曲线，从中选择略大于Aq而水面宽度最小的桥台布置方案。 12-3 桥孔长度计算 按规范C30经验公式计算桥长 峡谷河段 可按河床地形布孔，不宜压缩河槽，可不作桥孔最小净长度计算。 开阔、顺直微弯、分汊、弯曲河段及滩、槽可分的不稳定河段 （12-9） 12-3 桥孔长度计算 宽滩河段 滩、槽难分的不稳定河段 （12-10） （12-11） （12-12） 12-4 桥面高程计算 桥面标高 定义：桥面中心线上最低点的高程。 影响因素 满足泄流、通航、流冰和其它漂浮物通过的要求。 壅水、波浪和水拱高度。 河湾水位超高及河床淤积。 跨越河口、海湾时还应考虑潮汐、海浪等因素。 12-4 桥面高程计算 计算式（见图12-7） 非通航河流按设计水位计算 按设计水位计算 按设计最高流