頁 文課程大作業(yè)1)橋位附近水文站歷年最大流量及相應(yīng)水位資料(見本題表1)。1887年，2)汛期含沙量ρ=2.5kg/m3；ncntp.1)**江橋位斷面測量資料(見本題表二)；3)河床土質(zhì)狀況河床土壤為松軟土壤(中砂)；下層：d2=0.35mm，h2=0.80m。中值粒徑d50=25mm，平均粒徑d=23mm計計算要求2)確定橋長及布孔(1:500)；頁 3)確定橋面最低標高；4)確定墩臺基底標高；表一年最大流量和相應(yīng)水位表相應(yīng)最高水位H(m)50.2QQ河床標高(河床標高(m)15經(jīng)經(jīng)驗頻率P(%)(采用2342864762流量(m3/s)2 054804916961頁頁年，即n=20；實測期內(nèi)有兩個特大值(1974年和1975年)，即l=2；特大洪水最早出現(xiàn)年份是1887年，而實測期最后年份是1986年，則考證(調(diào)查)期 (1)試取?=0.30，?=4，?=0.96??????12頁 (2)根據(jù)上一次擬合的結(jié)果，適當增大??，并且增大?，使得??增大的更多，所以試取??=0.34，?=3.21，??=1.09???12?頁 據(jù)《公路工程技術(shù)標準》(JTGB01-2003)表5.0.2可知，該橋總跨徑應(yīng)在——L>150xL(m)40≤L<150x20≤L<40x5≤L<20xL<5xx頁 路公路級公路頁 000i2000000000000Q=wC√??C=C=??6頁 水力參數(shù)表面積(m2)關(guān)系近似滿足如下函數(shù)：y=68.85?2?3628.23?+48547.45，當y=12860.92時，x=39.61。即當設(shè)計流量為12860.92?3/?時，設(shè)計水位前面已經(jīng)求出設(shè)計水位h?=39.61m，設(shè)計流量Q?=12860.92?3/s，按內(nèi)插法求得橋下過水斷面面積為A=5330.10m2，橋下平均流速39.61?38.95?=2.36+×(2.80?2.36)=2.44?/??42.81?38.95頁 設(shè)計資料中給出了容許沖刷系數(shù)p=1.1，這里選用沖刷系數(shù)法計算橋下過水根據(jù)別列柳博斯基假定，當橋下過水面積擴大到使橋下(平均)流速等于天然河槽流速時，橋下沖刷即停止。當設(shè)計水位h=39.61m時，天然河槽平均?=?=?=2.44m/s???=??????????——最小橋孔凈長度(m)；??——設(shè)計洪水流量(m3/s)；??——設(shè)計洪水的河槽流量(m3/s)；??——河槽寬度(m)；12860.920.87?12249.9?=0.95××380?12249.9m?2.44?μ=1?0.375??=1?0.375×98=0.99??2100λ===100 ?12860.92?=?==4840.10?2????0.99×1.1×2.44??4840.10?=?==4938.88?2??=?==4938.88?2橋下過水斷面實際面積A=5330.10?2，大于上述計算的?=4938.88?2，??說明布設(shè)方案符合需要的橋下最小過水面積。橋孔凈長?=520?2?11=?橋前壅水高度?z和橋下壅水高度????12860.92??4840.10?/=?=??4840.10?天然橋下平均流速???，計算得：???=??=2.44?/???=?=?1=2.61?/?′2.662.44?1+0.5???=?=?1=2.61?/?′2.662.44?1+0.5??0.2522?===7.580.50.5??=?0.1==0.68??7.58×0.682????2×9.8?z=?????7.58×0.682????2×9.8橋下壅水高度??取0.5??，則??=0.5×0.2258=0.11????浪高??2?9.8?214.92==0.04414，?==22.65408?214.92?9.8?==30.89951，==0.52971??9.8?==30.89951，==0.52971??頁頁 所以???????????????????????????????????????????0??0??= ???=???====0.0441412??=12??=??=2.42×0.189=0.46??==0.016<0.1應(yīng)取??=2.42，則波浪高度為????近似取壅高值為0.2??。這樣，靜水面以上的波浪高度為波浪全高??的??0.86倍，即0.86??=0.86×0.46=0.40m?(1)主橋建筑高度為1.2m，橋面鋪裝厚度為0.12m。按設(shè)計洪水通過要????=??+∑??+???+??0=39.61+0.11+0.40+0.50+1.32=41.94?(2)按二級三類航道通航標準，要求的橋面最低高程通航頻率p=5%，對應(yīng)的流量Q20%=7876.58?3/s。通航凈空高度為?20%=36.52??=?+?+??=36.52+10+1.32=47.84????20%?0頁380 ????=47.84m380[?11??2]0.66?????=1.04×[]0.66×39.61?22.95=18.89??——一般沖刷后最大水深(m)；??——橋下河槽最大水深；?????=?√?0.15=?=1.06≤1.8?——造床流量下的河槽寬度(m)，一般為河槽寬度B；?Q1——計算斷面的天然河槽流量??(m3/s)；Q2——橋下河槽通過的流量(m3/s)；利用65-2修正公式計算0?=???0.600?=???0.60?0.15??0.068??100?00??——橋墩局部沖刷深度(m)，從一般沖刷后河床算起；K——系數(shù)，??取回歸值(出現(xiàn)幾率最大)，K=0.46；??取上限值(外包線，置信區(qū)間上界)，K=0.60；?1——橋墩計算寬度(m)，以垂直于水流方向橋墩的投影寬度計算，反?——墩前行進水深(m)，以一般沖刷后水深?代入；??——沖刷層內(nèi)泥沙平均粒徑(m)；頁? ?——墩前行進流速(m/s)，以一般沖刷完成時流速記；??0——床沙啟動流速(m/s)，以張瑞瑾公式計算?0.1410+?0.5?0=?29?+0.000000605?0.72?——水深(m)；?——粒徑(m);?′0——橋墩起沖速度(m/s)，以下式計算?0.053??=??09.35+2.23????查墩形系數(shù)表得K?=1.0，計算墩寬?1=2.0?，行進水流??=18.89?，?=??=2.66?/??0.1410+?0.5?0=?29?+0.000000605?0.7218.890.1410+18.890.50.000350.000350.72=29×0.000350.000350.000350.72=0.57?/??′0=0.645又?0.053?1?0=0.645×10.000350.0532×0.57=0.23?/??=?09.35+2.23????=0.579.35+2.23??0.00035=0.080(1)??取回歸值，?=0.46??=0.46??0.60?=0.46??0.60?0.15?0.0680=0.46×20.6×18.890.15×0.000350.068=2.18?2.660.230.0820.570.23頁 (2)??取上限值，?=0.60??′0)?0.068(???(?)=0.46???′0)?0.068(?000=0.60×20.6×18.890.15=0.60×20.6×18.890.15×0.000350.570.23=2.84?????=??????=39.6118.892.84=17.88????=1.950.20?????=?2??某公路跨越一小河，設(shè)計流量??=22?3/?，河床比降?=0.009，河槽粗糙系數(shù)?=0.033，設(shè)計水位?=101.50?，河槽橫斷面和設(shè)計流量下的水力計m小橋孔徑和相應(yīng)的最頁 平均平均水深水寬過水面積01200設(shè)計流量??=22?3/?，設(shè)計水位??=101.50?，河槽最低點高程??=100.00?，天然最大水深?=1.5?。河槽過水面積?=7.47?2，河槽寬度?=7.32?，平均水深?=1.02?，河槽流速?=2.91?/?若小橋進出口取單孔、帶錐坡，流速系數(shù)?=0.90，收縮系數(shù)ε=0.90。河床加固選用碎石層上鋪砌厚度20cm的單層片石，取加固允容流速?=?3.5?/?，橋下斷面為矩形斷面，橋下臨界水深?為：??23.52?=?==1.25???9.8??1.3?=1.3×1.25=1.63>?=????9.8×22?=?=?==5.59????30.9×3.53??23.52?=?+?=1.25+=2.02??2??22×9.8×0.92?????=?+?+?+?=100+2.02+0.8+0.5?????頁 ?????=???????=104.2?0.5?0.8?100??????=?×()=2.9×()=1.79???=√???=√9.8×1.79=4.19?/??22?=?==2.93???√??3√9.8×1.793?流速。設(shè)計流量??=8?3/?，因路基高程限制，涵前水深H不得超過2.50m。根據(jù)當小于10cm，進行涵，計算涵內(nèi)臨界水深??，涵前水深?和相應(yīng)的孔徑??。2.1無壓力式蓋板涵任意形狀斷面的平均臨界水深?為：頁 =1.25?式中：?——平均臨界水深(m)??——臨界流速(m/s)，計算時可采用河床的容許(不沖刷)流速。這里根據(jù)實際情況，再參照課本表9-3-3，假設(shè)涵洞內(nèi)臨界水深??=1.25?，選取涵洞凈高??=1.8?，?=0.10?。則進水水深?′=????=1.7?，臨界斷面過水面積??==2.286?2，涵前總水頭按下式求解?0=??+22??2=1.943?涵前水深?=?′=1.954?，ε=1，?=0.95，此時計算出的過涵流量為：0.87?=ε???√2?(?0???)=8.004?3/?該計算值與已知條件??=8?3/?相差很小，所示計算結(jié)果較有代表性，涵洞孔徑??=1.58?1.5=1.853?86m2ε?過水流量??臨界水深??涵洞凈高??進口水深?′過水面積??涵前總水頭?0涵前水深?涵洞孔徑??2.2無壓力式拱涵=1.25?式中：?——平均臨界水深(m)??——臨界流速(m/s)，計算時可采用河床的容許(不沖刷)流速。這里根據(jù)實際情況，再參照課本表9-3-3，假設(shè)涵洞內(nèi)臨界水深?