第五讲_大中桥孔径计算案例.ppt

大中桥孔径计算;第六章 大中桥孔径计算;第五章 大中桥孔径计算;一、桥位河段的水流图式 由于泥沙运动的复杂性，在假设和实验的基础上只建立了缓流河段（弗汝德数Fr＜1）的简化水流图式。 弗汝德数(Fr) Froude mumber ：流体内惯性力与重力的比值。 用佛汝德数来判别明渠水流的流态： 　　 当 Fr＜1，水流为缓流； 　　 Fr=1，水流为临界流； 　　 Fr＞1，水流为急流。;5.1 桥位河段水流图式和桥孔布置原则;5.1 桥位河段水流图式和桥孔布置原则;;桥孔对水流的压缩，从桥位上游相当远处的断面①起，水面就开始壅高： 无导流堤在桥位上游大约一个桥孔长度L处的断面②达到最大壅水高度△z。 水流接近桥孔时，急剧收缩而呈“漏斗”状，无导流堤时直到桥位下游附近的③’（有导流堤时则到桥位中线断面③），水面最窄，流速最大，形成桥位河段的颈口，称为收缩断面。 收缩断面下游，水流逐渐扩散，到断面④才恢复天然状态。;5.1 桥位河段水流图式和桥孔布置原则;5.1 桥位河段水流图式和桥孔布置原则;5.1 桥位河段水流图式和桥孔布置原则;5.1 桥位河段水流图式和桥孔布置原则;5.1 桥位河段水流图式和桥孔布置原则;5.1 桥位河段水流图式和桥孔布置原则;5.1 桥位河段水流图式和桥孔布置原则;5.1 桥位河段水流图式和桥孔布置原则;①河源 一号冰川是乌鲁木齐河的源头，位于125公里处的天格尔山中，海拔3860.476米，长约2,2公里，平均宽500米，面积1.8平方公里。;;②上游山区大峡谷 ;长江三峡支流干钩子河;③山区河流开阔段;;;; ⑥黄土高原河段 ;⑦山前变迁性河段 ⑧长江三加州河网地区河流 ⑨潮汐河口河段 ⑩近岸波 ;5.1 桥位河段水流图式和桥孔布置原则;5.1 桥位河段水流图式和桥孔布置原则;5.1 桥位河段水流图式和桥孔布置原则;6.1 桥位河段水流图式和桥孔布置原则;6.1 桥位河段水流图式和桥孔布置原则;5.1 桥位河段水流图式和桥孔布置原则;5.2 桥孔长度;设计水位上，两桥台前缘之间的水面宽度，称为桥孔长度（L），扣除全部桥墩宽度（顺桥方向）后，称为桥孔净长（Lj）。 桥孔长度的确定，首先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，并综合考虑桥孔长度、桥前壅水和桥下冲刷的相互影响。 桥孔长度的计算方法：①用桥下过水面积计算（冲刷系数法），②用桥孔净长度经验公式计算。;一、用桥下过水面积计算（冲刷系数法） 原理：利用桥位断面的设计流量Qs和设计水位Hs，根据水力学的连续性原理（Q=Av）求出桥下顺利宣泄设计洪水时所需要的最小过水面积，用以确定桥孔的最小长度。 冲刷完成过程：建桥后桥孔压缩水流，桥下流速增大到一定时，桥下河槽开始冲刷，水深增加，桥下过水面积逐渐扩大，流速逐渐下降，冲刷减缓，直到停止。 别列柳伯基假定：桥下过水面积扩大到使桥下流速等于天然河槽流速时，桥下冲刷级停止。;5.2 桥孔长度;5.2 桥孔长度;计算桥孔长度，通常采用天然河槽平均流速作为设计流速，即一般冲刷完成后的桥下平均流速。 冲刷系数法计算要素： Qs—设计流量； Vs—设计流速； Ad—冲刷前桥墩所占的桥下过水面积； Ax—冲刷前墩台侧面涡流所占的桥下过水面积； Ay—冲刷前桥下有效的过水面积，不包括涡流及桥墩面积； Aj—冲刷前桥下净水面积，不包括桥墩所占过水面积，Aj=Ay+Ax；;Aq—冲刷前桥下毛过水面积，包括有效过水面积及桥墩和涡流所占过水面积， Aq=Ay+Ax+Ad=Aj+Ad； μ—因墩台侧面涡流阻水而引起的桥下过水面积折减系数，又称压缩系数， μ=Ay/Aj； μ=1-0.375Vs/lj ( lj为桥墩净间距） λ—因桥墩阻水引起的桥下过水面积折减系数， λ=Ad/Aq，一般宽浅河段，可认为λ=b/l b 为桥墩宽度，l为桥墩中心间距。;5.2 桥孔长度;5.2 桥孔长度;5.2 桥孔长度;冲刷系数p表示桥下河槽的冲刷程度，也表示桥孔对水流的压缩程度，是桥孔长度计算的控制因素。 p 取值: 平原稳定性河段水流河床稳定，不宜压缩，p取较小值；山前区变迁性河段因水流宽浅，多摆动，p值可取稍大些；平原河段不应大于1.2，山前区变迁性河段不应大于1.4。 冲刷系数法适用于细颗粒、均匀的砂质河床、平原稳定性河床。;5.2 桥孔长度;6.2 桥孔长度;5.2 桥孔长度;5.2 桥孔长度;5.2 桥孔长度;5.3 桥面高程;5.3 桥面高程;5.3 桥面高程;5.3 桥面高程;5.3 桥面高程;5.3 桥面高程;5.3 桥面高程;5.3 桥面高程;5.3 桥面高程;5.3 桥面高程;5.3 桥面高程;6.3 桥面高程;5.3 桥面高程;5.3 桥面高程;5.3 桥面高程;5.3