iAAA第五章 桥涵孔径设计.ppt

第 5 章 桥涵孔径设计 （Bridge Opening Design ） ; 5.1.1 桥涵分类及桥位选择 （ Bridge Culvert Classification and Bridge Site Selection ）;;2、桥位选择（ Bridge Site Selection ） 桥位（bridge site）也称为桥址，就是桥梁中线（桥轴线）的位置。桥位河段（bridge location reach ）是指水流受桥梁影响的河段。桥位设计（桥位选择）是将桥位河段上的桥梁、桥头引道、路堤和调治构造物等各项建筑物作为一个整体进行总体布置和设计。 桥位设计在铁路工程中又称为桥渡设计（bridge crossing design）。;桥位设计的一般要求： 应从国民经济发展和国防需要出发，在整体布置上应与铁路、水利、航运、城市建设等方面相互配合；注意保护文物、环境和军事设施；同时应少占农田，少拆迁有价值的建筑物。 桥位方案应从政治、经济、技术上进行多??面比较；对于影响面大的桥位方案，还应征求有关部门的意见，并应遵循《水法》、河流、海洋、环境法规的有关规定。 具体技术要求：按《公路工程水文勘测设计规范》JTG C30-2002。; 5.1.2 桥位河段水流图式和桥孔布置原则 大中桥孔径设计的任务是根据设计流量、设计水位、设计流速，推算出桥孔的最小长度和桥面中心的最低高程，作为确定桥孔方案的依据。 建桥以后，河流受到桥头引道的压缩和墩台阻水的影响，改变了水流和泥沙运动的天然状态，引起河床的冲淤变形，导致水流对桥梁墩台基础的冲刷，危及桥梁的安全。因此，孔径的计算和布置，应以建桥前后桥位河段内水流和泥沙运动的客观规律为依据。;1、桥位河段水流图式 （flow pattern of bridge location reach） 建桥后桥位河段的水流和泥沙运动状态是桥孔水力计算的依据，但桥位河段水流和泥沙运动十分复杂，且建桥时无法知道建桥以后的变化情况，目前只能在某些假定和实验的基础上，对缓流河段（弗汝德数Fr 1）提出简化的水流图式，该水流图式适用于我国大多数桥梁孔径的计算。;L;2、桥孔布置的原则 桥位选定后，桥孔的位置和大小，应与天然断面的流量分配相适应，要满足泄洪排沙的要求。;（2）平原河流 顺直微弯和蜿蜒河段上，应预测河湾的发展和深泓线的摆动，在深泓线的摆动范围内应布设桥孔； 分叉河段上，应在分叉道上分别架桥，对滩槽不稳定的分叉河段，各叉桥孔应预估各叉分流比例的变化，各分叉过流能力之和应为上游分叉前的全河总流量的1.2~1.8倍，越不稳定的分叉河段，取值越大； 游荡型河段上，桥孔不宜过多压缩河床，应结合治理规划，辅以必要的整治工程，在深泓线可能摆动的范围内均应布设桥孔。;（3）山前区河流 冲积漫流（山前扩散）河段上，桥位宜在河流上游狭窄段或下游收缩处跨越。若桥位河床宽阔，水流具有明显的分支时，可采用一河多桥的方案，并在各桥间设置人字形封闭导流堤。桥下净空应考虑河床淤积的影响。 山前变迁河段上，允许压缩河滩，但需辅以适当的调治建筑物。河滩路堤内不宜设置小桥或涵洞。如采用一河多桥的方案，临近主河槽的支叉需堵截。;3、各类河段上桥孔布置的要求 河流受很多因素的影响，既有共同的性质，又有不同的特点。一条大河的各个河段也往往具有不同的特征。桥位选择、桥孔设计、各项水文计算、墩台冲刷计算等，都需要了解桥位河段的具体特征，才能提出切实可行的设计方案。为了满足桥涵设计的需要，交通部门根据河段的稳定情况及河床的变形特征，对我国的河流进行分类。分类情况见表 2-6。; 具体应用时，在桥位上游不小于3~4倍河宽，下游不小于2倍河宽的范围内，进行观察分析（对于弯曲河段，在桥位上游至少要包括一个河湾）。根据河段特性，对照表 2-6 确定桥位河段的类型。河段稳定性及变形程度，可用50年左右的演变过程，作为衡量标准。 ; 5.1.3 桥孔长度计算（大中桥） （ The Length of Bridge Opening ）;符号： ωg：冲刷前桥下 毛过水面积； ωd：冲刷前桥墩所 占过水面积；; 假定：设计水位和设计流量不变，刚建桥，桥下未发生冲刷时，按水力学的连续方程：; 每一个河段都有一个特定的流速，在一般冲刷的过程中，当流