9小桥和涵洞孔径计算幻灯片.ppt

第9章 小桥和涵洞孔径计算 9.1 小桥涵的类型与特点 9.2 小桥涵勘测 9.3 小桥涵位置选择 9.4 小桥孔径计算 9.5 涵洞孔径计算 9.6 小桥及涵洞的构造 9.7 涵洞进出口河床的处理 根据已知的设计流量和拟定的河床容许流速，计算小桥孔径与桥前雍水高度。计算程序为： 1.判别桥下水力图式 1）确定河槽天然水深ht 2）确定桥下临界水深hk 3）水流图式判别 1）确定河槽天然水深ht 假定一个水深h1 求A、R 计算v、Q 若 则ht=h1，否则，需重新假定水深h2 2）确定桥下临界水深hk 可由临界函数求出 窄深梯形断面： 过水断面面积相等的原则确定hk 3）水流图式判别 自由出流：ht≤1.3hk 淹没出流：ht1.3hk 若桥梁与水流斜交: 选用标准跨径L0作为实际桥孔长度； 若 ，应按标准跨径复核出流状态； 若与原出流状态不符，则应重新选择标准跨径，直至误差10%。 3. 确定桥前水深H 1）自由出流： 2) 淹没出流 4. 确定路基和桥面最低标高 桥头路基最低标高=河床最低标高+H+Δ 桥面最低标高=河床最低标高+H+J+D 计算步骤： （1）确定允许不冲刷流速vmax； （2）确定桥台形式； （3）先按自由出流计算，由vmax与桥台形式，查表9-11，即可得出孔径系数、桥下临界水深hk和桥前水深H； （4）用试算法求得桥下游天然水深，并判断水力图式； （5）计算桥跨长度； 先计算水面宽度B0； ①自由出流： ②淹没出流： 同试算法，确定桥孔长度 （6）同试算法，计算桥头路基及桥面最低标高。 1.洞身断面的尺寸对工程数量影响较大; 2.涵洞孔径小、孔道长，水流过涵阻力较大; 3.通常采取人工加固措施来提高过涵流速; 4.孔径计算需考虑水流充满洞身的情况。 分类 出水口是否被下游淹没——自由式出流√ 淹没式出流 行洪时洞口是否被淹没——无压力式 半压力式 压力式 涵洞的摩擦坡度iW 1. 无压力式涵洞 普通式进水口H≤1.2hT； 流线型进水口H≤1.4hT， 一般涵洞底坡i=ik，涵内水深h0 = hk iik，涵内水深h0 ＞hk； 很少采用iik的涵洞 3. 压力式涵洞 进水口被淹没，整个洞身被水流充满； (一) 公式法 1.无压力式涵洞 以进口附近水深恰为 的水流比能来推算过涵流量和涵前水深。 孔径计算简化式： （1）圆管涵 （2）盖板涵及箱涵 （3）石拱涵 2. 半压力式涵洞 水力计算根据水流穿过侧壁孔口出流公式，以收缩断面处的比能来推算过涵流量和涵前水深。 (二) 标准法 1.无压力式涵洞 1）最小净高Δ规定 ①盖板涵、箱涵： h2.0m时，?=0.10m； h≥2.0m时，?=0.25m。 ②拱涵涵洞： hT≤1.0m时，?=0.10m； hT =1.0~2.0m时，?=0.15m； hT 2.0m时，?=0.25m。 《公路工程水文勘测设计规范》(JTG C30-2002), 对Δ值的规定： 1)最小净高Δ规定 2)降落系数取0.87，而H′=hT –Δ 3)收缩断面的水深hc=0.9hk。 4)涵前的行近流速V0≈0，即H0=H。 5)最大允许流速Vmax规定为： L0=0.5~1.5m的拱涵、盖板涵: Vmax=4.5m/s； L0=2.0~4.0m的拱涵，盖板涵及所有的圆管涵: Vmax=6.0m/s。 加固厚度h1：可根据出口流速 、铺砌加固类型