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1、桥渡课程设计第12页共9页桥渡课程设计、形态断面水位关系的计算1、形态断面形态断面位于桥址上游 120米处。形态断面处左滩、主槽、右滩的糙率系数分别为25、50、25。其左滩主槽分界点为(107.01, 32.18);右滩主槽分界点为(281.87, 32.18)。桥 址与形态断面间白水面坡度为 0.005弧度。.一向味场论/心形态断面2、水位关系计算表格水位与流速的关系， 并绘制它们的关系曲水位流速曲线根据已知的粗糙系数和然后利用Q=wv的关系，就可以将原有的选取一系列水位线，分别计算水位与面积、 线；水位面积曲线根据实测断面的过水面积进行延长, 水面比降以曼宁一谢才公式计算的流速进行延长，
2、 水位流量关系加以延长。形态断面水位、湿周、面积的关系水位28.5829.293030.7131.4232.18王断面流里Q229.347733.1511466.7052362.6923454.5154389.988全断面过水面积S82.755169.039260.465352.195449.068568.307平均流速V2.77144.33725.63116.70857.69267.7247水位32.6933.233.897534.59535.292535.99王断面流里Q5741.4206929.2948946.32711175.51413606.95616232.952全断面过水面积S6
3、69.826756.025891.3981027.9821165.7781304.785平均流速V8.57159.165410.036310.871311.672012.4411水位36.687537.38538.082538.7839.3739.96王断面流里Q19047.17722044.27525219.62728569.19531487.29634629.768全断面过水面积S1445.0031586.4331729.0751872.9272009.8012176.032平均流速V13.181413.895514.585615.253815.666915.91423、形态断面的水位关系
4、曲线&芭包&.30&立书LOuGgis.m设计流量的计算历史流里系列表年份 流里19301931196019611962196319641965196619671800017800150009089807231667543421567811900年份 流里19681969197019711972197319741975197619775700321618116750223156434300231134218690表中所示年最大洪水流量系列，其中有连续18年的观测资料；有特大洪水资料4年；4年中有2个个特大洪水流量与连续观测资料重复；系列中有24年资料空缺。现采用含有特大
5、洪水系列的频率分析方法。1、特大洪水的考证期 NN T2 Ti 1 1977 1930 1 482、经验频率估算并将各流量样本值和相应的经验频率值，即离散点Qm, pm，其中(m=1, 2, 320)点绘于海森机率格纸上。含特大流量的年最大洪峰流量系列顺序号按大小排列经验频率（%年份8M:特大系列11930180002.0421931178004.0831960150006.1241967119008.161196298077.8021977869013.5731964675419.3341971675025.0951968570030.8561966567836.61一«系列719
6、73564342.3881974430048.1491965342153.90101976342159.66111969321665.43121963231671.19131975231176.95141972223182.71151970181188.4816196190894.24注：对于4项特大洪水QMMPmN 1(M=1 , 2, 3, 4)pmi对于其余16项观测洪水pmi为(m1 l =1, 2, 316)3、统计参数估算计算系列的Qi的平均值计算系列的Qi的变异系数-1Q QNnqj)l 154864、计算一组理论频率曲线，计算过程列表如下:p(%)151020507595曲线号
7、Q=54863.501.981.530.64-0.28 I-0.69-1.021cv=0.73K p3.562.452.121.470.800.490.26cs=1.8QP1950313415116278049436527131401Q=5486。3.812.011.520.54-0.35 1-0.63-0.822cv=0.73K p3.782.472.111.390.740.540.40cs=2.4QP2074413536115737649408429832202Q=548644.122.001.460.38-0.40 1-0.54-0.623cv=0.73cs=3.2K pQP4.012.
8、462.071.280.710.610.552198613496113337008388433333003CvN2TC(QT Q)2N-1 j i jN an-l jn 23 Q)2 j i0.735、将这组理论频率曲线绘制在海森机率格纸上6、选择一条最合适的曲线流量频率曲线图如图，其中以Q5486, Cv0,721, Cs2.4的曲线3与经验点群吻合的较好,最终确定其为选定的理论频率曲线。该桥为一般河流的一般大桥，其设计频率为P 1%故该桥的3 , 设计流量为20744m /s。三、检算梁底水位K5更密7队桥下河底线1、确定形态断面上设计流量通过时的水位标高HXH X 37.087m pXH
9、p Hp I l 37.087 0.005120 36.487m由形态断面水位关系曲线，得设计流量通过时的水位标高 H2、确定设计流量通过时桥址断面的水位标高p因为河道接近均匀稳定流河道3、计算桥下河床断面(水位36.487m)左河滩部分河槽部分右河滩部分湿周(m)37.27153.047.76面积S(m2)126.221260.2314.71水利半径R(m)3.38638.23451.8973R2/32.255044.077801.53260水面坡度I0.0050.0050.005I1/20.070710.070710.07071增率系数254025流速3.986411.53382.7093
10、音B分流量(m3/s)503.1414535.1839.874、计算桥前雍水高度 Z根据上图，计算得，扣除墩台阻水面积后的净水面积为wj 1381.5886 2 2.15 (36.487 26.86) 2.15 (36.487 26.85)2.14 (36.487 26.92)1.8 (36.487 32.81) 1292.381m2Qp vm wj桥下流速为2074416.0510(m/s)1292.381建桥前从桥孔部分通过的流量为3Qom 121.3594 3.9864 14535.18 15018.97(m /s)Qom15018.97v0m 10.8708(m/s)wom1381.5
11、886vmvom16.051010.87081.4765查图，Ks 0.1 ,得桥前最大雍水Zm0.1Ks(22-：( vmvom )、R 10.1 0.1.1.4765 122(16.051010.8708 )2.02(m)取桥下雍水高度Z 0.5 Zm 0.5 2.02 1.01(m)5、 检算标tWj最高水位Hs Hp Z l 36.487 1.01 0.27 37.767( m)因为梁底水位为 37.31m,小于最高水位 37.767m,且在一般情况下梁底高出设计水位加Vh后的最小高度为 0.50m,高出检算水位加 Vh后的最小高度为 0.25m,故不满足要求。6、水位超标整治根据有关
12、规定：如果超标不太严重，可以通过将普通高度梁换成低高度梁的方法解决。如铁路桥原梁为跨度 20m,梁为普通高度混凝土梁，当梁底水位超标部超过0.85m时，可以更换为低高度混凝土梁。此梁超高=37.31 37.7670.057 0.85 ,故可以通过将此高度梁换成低高度梁的方法加以解决。四、3号桥墩的基础埋置深度检算1使用64-1修正式计算一般冲刷(1)计算桥下河槽部分通过的设计流量Q2Q214535.183Q2 2 Qp20744 19996.9(m3/s)Q2 Qtl p 503.14 14535.18 39.87(2)计算单宽流量集中系数Ad按平滩水位计算河宽Bz 276.87 140.83
13、 136.04m按平滩水位计算平均水深Hz397.4670136.042.9217m(、. 136.04 )0.152.92171.2308(3)计算河槽桥孔部分的过水净宽Bcj 151.87 3 2.15 2.14 143.28m(4)桥下河槽在断面上的最大水深hcm 36.487 26.85 9.637m(5)桥下河槽在断面上的平均水深hcq(6)与汛期含沙量有关的系数1260.23136.049.2637m0.66(7)计算桥墩水流侧向压缩系数取河槽流速为设计流速vp ”本的，单跨孔径lo 32.7m,查表0.9554(8)计算桥下一般冲刷的最大水深hp假定一般冲刷线位于标高hPQ_ h
14、cm 5/3AdBcj(hcq)T1/6d15m 与 22.7m 之间，d 150mm，则hpQ2/ hcm、5/3AdWTT1/6d19996.9/ 9.637、5/31.2308 ()0.9554 143.28 9.26370.66 201/617.520m一般冲刷线标高36.487 17.520 18.967m 15.0m (假定正确)(9)计算桥下河槽的一般冲刷发生后，墩前行进流速为vd1/6 hp2/30.66 1501/6 17.5202/3 10.2624(m/s)2 使用65-1修正式计算局部冲刷(1)计算河床泥沙启动流速 vo,假定最低冲刷线位于标高15.0m与22.7m之间
15、，取d 150mhp 0 14 10 hpVo 0.0246 ()0.14 332ddd .17.5200 14 c“、“ 10 17.5200.0246 ()0.14 , 332 150150,1500.724.0644(m/ s)因为一般冲刷线标高为18.967m,而基础底标高为19.92m,故需要增加基础深度。以下计算按新的设计基础计算。(2)墩形系数K K 1K 2 1.13 0.99 1.1187(3)桥墩计算宽度B1c 匕几 b2h22.14 9.567 4.15 7 B1 r112- 2.83mh17.52(4)河床颗粒的影响系数1111K l0.8(不工)0.8 () 0.46
16、12l d d150150(5)墩前泥沙起冲流速d / cc / d 0.06Vo0.462( )VoBi0.462 (150 )0.062.834.0644 2.3829(m/s)(6)指数n1n10.25 0.30.19VoV4.064410.26240.25150 0.190.5488(7)桥墩局部冲刷nihb K K lB10.6(VoVo)VV。Vo Vo1.1187 0.46122.830.6 (4.0644 2.3829)0.548810.2624 2.38294.0644 2.38293.7801m最低冲刷标高=36.487 17.520 3.7801 15.19m15.0m,
17、假设正确。(8)检查基础埋置深度冲刷总深度17.520 3.7801 21.3m最低冲刷线标高36.487 21.3 15.187m基础埋置深度15.187 19.924.733m基础必须埋置深度4.0m故基础埋置深度不满足规范要求(9)浅基础的整治桥梁浅基是指在检定流量通过桥梁时，桥梁墩台基础不能满足标准的规定要求的桥梁基础。超标严重的浅基础可能导致桥梁倒塌。浅基防护就是通过减低水流的冲刷能力， 提高基础周围河床的抗冲刷能力；或者加深基础，使基础位于最低冲刷线以下的标准深度处。 此梁浅基整治通过加深基础的方法来解决。由以上计算可知，基础底标高应该为 15.187 4.187 11m五、按水文计算要求修改设计后，新的设计图