工程地质与桥涵水文的教学PPT作者盛海洋13.ppt

第十三章 大中桥孔径计算 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 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、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13-1采用。 （一）.河槽宽度公式 表13-1 K、n值表 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 （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、各种水面升高值计算 （一）、壅水计算 (二）、波浪高度和波浪侵袭高度 （