大中橋孔徑計(jì)算第一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日學(xué)習(xí)目標(biāo)：

1、掌握橋孔最小凈長Lj計(jì)算；

2、掌握橋面中心最低標(biāo)高計(jì)算；

3、熟悉橋前最大壅水高度和橋下壅水高度計(jì)算；

4、了解各種水面升高值（波浪高度、波浪侵襲高度、水流局部沖擊高度、河彎超高、水拱和河床的淤高）計(jì)算。本章重點(diǎn)

1、橋孔最小凈長計(jì)算；

2、橋面中心最低標(biāo)高的計(jì)算。本章難點(diǎn)橋面中心最低標(biāo)高的計(jì)算。

第二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日5.1橋位河段水流圖式和橋孔布設(shè)原則5.1.1建橋后橋位河段的水流圖式未建橋時河段水流狀況第三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日無導(dǎo)流堤時的流水平面第四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日有導(dǎo)流堤時的流水平面第五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日河流中心斷面圖第六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日建橋后的水流圖式第七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日水流狀態(tài)：

1為開始壅水?dāng)嗝妫?為最高壅水?dāng)嗝妫?為橋位斷面；4為橋后收縮斷面；5為恢復(fù)斷面。1～2為壅水段，水面呈a型壅水曲線。2～3水面呈漏斗狀降落，縱向橫向均有坡度，但至3斷面，仍有橋下壅高△Z’，3～4水面繼續(xù)呈漏斗狀降落，至4斷面為水深最小、動能最大的收縮斷面，2～4整個為水面降落收縮段，從最高壅水?dāng)嗝嬷潦湛s斷面縱向近似以斜直線連接，4～5為擴(kuò)散段，水面呈C型壅水曲線，近似地縱向可以斜直線連接。第八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日建橋后的水流圖式

沖淤狀態(tài)：

1～2壅水段，過水?dāng)嗝嫠钛亓飨蛑饾u增大，流速則由天然流速逐漸減小，挾沙能力漸漸減弱，因而該段出現(xiàn)淤積；2～4水面降落收縮段，因有效過水面積沿流程逐漸減小，流速相應(yīng)增大，挾沙能力隨之轉(zhuǎn)向恢復(fù)后又提高，則該段河底出現(xiàn)淤積量沿程逐漸減小而轉(zhuǎn)為沖刷；4～5擴(kuò)散段，該段沿流向沖刷由大變小轉(zhuǎn)為淤積，又從淤積逐漸恢復(fù)天然輸沙平衡狀態(tài)。第九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日橋下過水?dāng)嗝婷娣e示意圖

第十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日橋下過水?dāng)嗝婷娣e示意圖

第十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日5.1橋位河段水流圖式和橋孔布設(shè)原則5.1.2橋孔布設(shè)原則：確定橋孔凈長、橋面高程、墩臺最小埋深1.保證設(shè)計(jì)洪水和泥沙順利渲泄；2.與天然河流斷面流量分配相適應(yīng)；3.應(yīng)充分考慮河床變形和水流變化對橋梁的影響；4.應(yīng)避免河道的不利變形；5.橋孔布設(shè)應(yīng)兼顧對航運(yùn)或港口發(fā)展的長遠(yuǎn)影響；6.應(yīng)盡可能照顧當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展規(guī)劃；7.盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑；8.墩臺基礎(chǔ)設(shè)置應(yīng)避開斷層、溶洞等不良地質(zhì)；9.應(yīng)考慮全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。第十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日①設(shè)計(jì)以內(nèi)的洪水和泥沙安全通過，滿足通航、通水、流木及其它漂浮物安全通過②適應(yīng)各類河段特性及演變、避免河床變形第十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日③建橋后引起壅水高度、流勢變化和河床變形，在安全允許范圍之內(nèi)④考慮橋位上、下已建或擬建水利工程引起河床演變及對河床的影響⑤橋位河段不易開挖或改移⑥跨海島、河口之間的橋梁，保證在海洋水文（潮汐、風(fēng)暴、海流、泥沙）影響下，正常使用和滿足通航第十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日2、橋孔布設(shè)必須考慮河段特點(diǎn)，遵循以下規(guī)定：①與天然河流斷面流量分配相適應(yīng)。不易壓縮河槽，可適當(dāng)壓縮河灘②通航河段，通航孔布設(shè)符合《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》③主流深泓線上或主航道上不易布設(shè)橋墩。地質(zhì)不良（斷層、陷穴、溶洞）地段不易布設(shè)墩臺④流水、流木河段，橋孔適當(dāng)放大第十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日3、山區(qū)河流橋孔布設(shè)原則：①峽谷河段宜單孔跨越②開闊地段可適當(dāng)壓縮河灘第十六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日4、平原河流橋孔布設(shè)原則：①順直微彎，考慮河槽內(nèi)邊灘下移②彎曲河段，考慮凹岸沖刷、淤積對橋孔及墩臺的影響③河灘穩(wěn)定的分汊河段、流量穩(wěn)定，可考慮一河多橋④寬灘河段，可適當(dāng)壓縮河灘⑤動蕩河段，不易壓縮河床第十七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日5.2

橋孔長度2.橋孔凈長：橋孔長度扣除橋墩寬度后的長度。Lj1.橋孔長度：兩橋臺前緣之間的水面寬度。L3.凈跨徑：l0設(shè)支座的橋梁，為相鄰兩墩、臺身頂內(nèi)緣之間的水平凈距；不設(shè)支座的橋梁，為上、下部結(jié)構(gòu)相交處內(nèi)線間的水平凈距。5.標(biāo)準(zhǔn)跨徑：梁式橋、板式橋，指相鄰支座中心線間的水平距離；不設(shè)支座的橋梁，指上下部結(jié)構(gòu)的相交面之中心間的水平距離。4.總跨徑：各孔凈跨徑之和∑l0。反映了橋下宣泄洪水的能力。第十八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日第十九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日5.2

橋孔長度標(biāo)準(zhǔn)跨徑有：0.751.01.251.52.02.53.04.05.06.08.01013162025303540455060跨徑在60m以下的橋孔，一般應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)跨徑。橋孔長度的計(jì)算方法1.沖刷系數(shù)法2.經(jīng)驗(yàn)公式法第二十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日5.2

橋孔長度5.2.1沖刷系數(shù)法沖刷系數(shù)：考慮沖刷因素計(jì)算橋長的假定：1875年，別列柳伯斯基曾假定：當(dāng)橋下斷面平均流速＝天然河槽斷面平均流速vc時，橋下沖刷將停止，過水?dāng)嗝鎸⒉辉僮冃?。沖刷后的橋下毛過水面積PAq沖刷后的橋下有效過水面積PAy沖刷后的凈過水面積PAj第二十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日沖刷前橋下的毛過水面積Aq沖刷前由墩臺側(cè)面渦流所阻斷的過水面積Ax沖刷前橋下實(shí)際的過水面積，即有效過水面積Ay

凈過水面積Aj第二十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日墩臺阻水引起的橋下過水面積的折減系數(shù)λ對于不等跨的橋孔可采用各孔μ值的平均值。當(dāng)單孔凈跨徑L0>45m，當(dāng)單孔凈跨徑L0>200m，墩臺側(cè)面渦流阻水而引起的橋下過水面積的折減系數(shù)，又稱水流側(cè)向壓縮系數(shù)μ對于寬淺性河流，可認(rèn)為各橋墩處的水深近似相等，設(shè)兩墩中心間距為l，橋墩寬度為b第二十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日當(dāng)橋軸線與水流方向斜交時，橋下通過設(shè)計(jì)洪水時所需的最小毛過水面積Aq沖刷前的有效過水面積：沖刷后的有效過水面積：第二十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日5.2

橋孔長度5.2.2經(jīng)驗(yàn)公式法1.對于有明顯河槽的各類河段《公路工程水文勘測設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGC30－2002）規(guī)定

①對峽谷性河段，不宜壓縮河槽，一般按地形布孔，不做橋長計(jì)算。

②其他類型河段，可用下述經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算橋孔最小凈長Lj第二十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日5.2

橋孔長度5.2.2經(jīng)驗(yàn)公式法2.對于無明顯河槽的變遷性、游蕩性河段基本河寬：多年泄洪需要的河槽寬度，B0第二十六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日5.2

橋孔長度5.2.2經(jīng)驗(yàn)公式法3.對于寬灘性河段第二十七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日5.2

橋孔長度5.2.2經(jīng)驗(yàn)公式法說明：上述公式算出的橋孔長度是指在一定的水力、泥沙及河床條件下，通過設(shè)計(jì)洪水流量時，橋下過水?dāng)嗝妫ㄅc流向垂直的橫斷面）必須具有的橋孔最小凈長度。注意兩點(diǎn)：

①實(shí)際橋孔長度＝Lj+所有橋墩寬度；②Lj是指水流與橋軸正交時的長度，若是斜橋，則應(yīng)換算為斜橋軸線方向的長度。第二十八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日橋面高程：橋面中心線上最低點(diǎn)的高程，必須滿足橋下通過設(shè)計(jì)洪水、流冰、流木和通航的要求，并且應(yīng)該考慮壅水、波浪、水拱、河灣凹岸水面超高等各種因素引起的橋下水位升高以及河床淤積的影響。5.3橋面設(shè)計(jì)高程第二十九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日5.3.1橋面高程的確定1.不通航河流（1）按設(shè)計(jì)水位計(jì)算橋面中心最低標(biāo)高

通航河段無大批量飄浮不通航河段有浮冰或浮木第三十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日不通航河流橋下凈空安全值橋梁部位按設(shè)計(jì)水位計(jì)算的橋下凈空安全值（m）按最高流冰水位計(jì)算的橋下凈空安全值（m）梁底0.50.75支座0.250.5第三十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日5.3.1橋面高程的確定1.不通航河流（2）按設(shè)計(jì)最高流冰水位計(jì)算第三十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日流冰、流木河流上橋梁最小跨徑類型凈跨備注主槽橋孔邊灘橋孔流冰微弱1610冰塊＜0.7厚×50㎡中等2013冰塊＞0.7厚×50㎡強(qiáng)烈4030冰塊＞1.0厚×110㎡流木中等流木長度+1m強(qiáng)烈流木長度+2m第三十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日5.3.1橋面高程的確定2.通航河流第三十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日5.3

橋面設(shè)計(jì)高程5.3.2水位及引起橋下水位升高的因素計(jì)算1.設(shè)計(jì)水位Hs和設(shè)計(jì)最高通航水位Htn的計(jì)算設(shè)計(jì)流量Qs：與設(shè)計(jì)洪水頻率P相應(yīng)的流量。通航流量Qtn：與通航洪水重現(xiàn)期相應(yīng)的流量。第三十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日根據(jù)前學(xué)知識，可以得到設(shè)計(jì)流量Qs和通航流量Qtn，利用形態(tài)斷面可推算出相應(yīng)的設(shè)計(jì)水位Hs和設(shè)計(jì)最高通航水位Htn。表5-8注：1、山區(qū)河流如經(jīng)多年水文資料查證，出現(xiàn)高于設(shè)計(jì)最高通航水位的歷時很短，則根據(jù)具體情況，三級航道的標(biāo)準(zhǔn)可降為10年一遇，四、五級航道可降為5年一遇，六、七級航道可按2～3年一遇標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

2、設(shè)計(jì)最低通航水位參見《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》（GB50139-1990）確定。第三十六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日5.3

橋面設(shè)計(jì)高程5.3.2水位及引起橋下水位升高的因素計(jì)算2.雍水高度1）橋前最大雍水高度Δz發(fā)生的位置：無導(dǎo)流堤時，大約在橋位中線上游一個橋孔長度（L）附近；有導(dǎo)流堤時，大約在導(dǎo)流堤的上游堤端附近。第三十七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日5.3.2水位及引起橋下水位升高的因素計(jì)算2.雍水高度1）橋前最大雍水高度ΔZΔZ的計(jì)算第三十八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日系數(shù)表河灘路堤阻斷流量與設(shè)計(jì)流量的比值＜1011～3031～50＞500.050.070.100.15土質(zhì)土壤類別橋下平均流速松軟土淤泥、細(xì)砂、中砂、淤泥質(zhì)亞粘土中等土粗砂、礫石、小卵石、亞粘土和粘土密實(shí)土大卵石、大漂石橋下平均流速第三十九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日2）橋下雍水高度ΔZ’橋下壅水高度一般取橋前最大壅水高度的一半。當(dāng)河床堅(jiān)實(shí)不易沖刷時，可采用橋前最大壅水高度值；當(dāng)河床松軟易于沖刷時，橋下壅水高度可以不計(jì)。第四十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日5.3.2水位及引起橋下水位升高的因素計(jì)算2.雍水高度3）任一斷面A處雍水高度ΔZAΔZ的計(jì)算第四十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日5.3.2水位及引起橋下水位升高的因素計(jì)算3.波浪1）橋位處波浪高度的計(jì)算計(jì)算橋面高程時，取計(jì)算浪高的2/3計(jì)入。第四十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日5.3.2水位及引起橋下水位升高的因素計(jì)算3.波浪2）波浪的侵襲高度第四十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日5.3.2水位及引起橋下水位升高的因素計(jì)算3.波浪3）斜向的波浪侵襲高度當(dāng)邊坡系數(shù)m>1（或α<450）、斜向角度β≥300時第四十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期日5.3.2水位及引起橋下水位升高的因素計(jì)算4.河灣超高計(jì)算橋面高程時，可計(jì)入河灣水位超高值的1/2計(jì)入。河灣處順軸副流的影響，造成凹岸高、凸岸低的現(xiàn)象第四十五頁，共四十八頁，編輯于202