大工13秋《桥涵水文》辅导资料十二.doc

大连理工大学网络教育学院桥涵水文辅导资料十二主题:第五章大中桥孔径计算 1-3 节学****时间:2013 年12月16日- 12月22日内容: 我们这周主要学****大中桥孔径计算相关内容。希望通过下面的内容能使同学们加深相关知识的理解。一、学****要求 1、大中桥孔径计算的任务和计算依据以及存在的问题; 2、掌握桥位河段的水流图示; 3、掌握桥孔布置的原则; 4、掌握桥孔长度; 5、掌握桥下过水面积计算; 二、主要内容第五章大中桥孔径计算大中桥孔径计算任务: 根据桥位断面的设计流量和设计水位,推算需要的桥孔最小长度和桥面中心最低高程,确定桥孔设计方案。计算依据: 建桥前后桥位河段内水流和泥沙运动的客观规律。目前大中桥孔径计算存在的问题: 目前孔径计算方法,都是建立在某种假设和实验的基础上,具有经验性,有待改进。一、桥位河段的水流图式由于桥位河段水流和泥沙运动的复杂性,目前在假设和实验的基础上只建立了缓流河段(弗汝德数 Fr<1)的简化水流图式。缓流河段的水流图式及其孔径计算方法,适用于大多数桥梁的孔径计算。弗汝德数(Fr) Froude mumber :流体内惯性力与重力的比值。用佛汝德数来判别明渠水流的流态,当: Fr<1,水流为缓流; Fr=1 ,水流为临界流; Fr>1,水流为急流。桥位河段的水流图式说明桥孔对水流的压缩,从桥位上游相当远处的断面①起,水面就开始壅高: 无导流堤在桥位上游大约一个桥孔长度 L处断面②达到最大壅水高度△z。大连理工大学网络教育学院水流接近桥孔时,急剧收缩而呈“漏斗”状,无导流堤时直到桥位下游附近的③’(有导流堤时则到桥位中线断面③),水面最窄,流速最大,形成桥位河段的颈口,称为收缩断面。收缩断面下游,水流逐渐扩散,到断面④才恢复天然状态。桥位河段的河槽纵断面,缓流河段,在雍水范围内,水流流速减小,携沙能力降低,泥沙沉积。最大雍水断面的下游,水流流速增大,挟沙能力加强,河床发生冲刷,而且收缩断面处的河床冲刷最严重。桥位河段的河槽纵断面,急流河段,桥下水深和桥前水深均为正常水深,但在桥墩迎水面出现一定高度的冲击波。桥位河段的河槽纵断面,缓流河段,在雍水范围内,水流流速减小,携沙能力降低,泥沙沉积。最大雍水断面的下游,水流流速增大,挟沙能力加强,河床发生冲刷,而且收缩断面处的河床冲刷最严重。桥位河段的河槽纵断面,急流河段,桥下水深和桥前水深均为正常水深,但在桥墩迎水面出现一定高度的冲击波。二、桥孔布置原则桥孔布置的重要性: 桥孔布置是桥位确定以后的重要工作。桥孔布置是否合理,可能会对桥梁安全、桥梁两侧引道及桥梁墩台的稳定、桥梁及引道工程投资、桥位两侧防洪排涝、桥梁上、下游若干范围内经济发展等造成直接或间接影响,应慎重对待。桥孔布置的原则: ①必须保证设计洪水以内的各级洪水和泥沙安全通过,并满足通航、流冰、流木及其他漂浮物安全通过的要求; ②应适应各类河流的特性及演变特点,避免河床产生不利变形,且做到经济合理。③建桥后的桥前壅水,不得对两岸河堤、农田、村镇造成威胁,在平原地区尤为重要,往往以桥前壅水的允许高度作为桥孔长度的控制因素。④应考虑桥位上下游已建或拟建的水利工程、航道码头和管线等引起的河床演变对桥孔的影响。桥孔布置的原则: ⑤桥位河段的天然河道不宜开挖或改移。开挖、改移河道应具有充分的技术、经济