(修订版)沁河特大桥水文计算书-

1、第二章水文计算把已有流量资料（从1895年开始），按大小递减 顺序排列，见表2-1，并计算经验频率，采用不连续系 列计算的第一种方法。表格1（一）、确定经验频率以后，目估绘出经验频率曲线.然后采用三点适线法绘制理论频率曲线。在经验频率曲线上，以频率Pi-2-3=5-50-95% ，读取 三点的流量值：333Q =3640m /s, Q 2=500m /s, Q 3=32m /sQ1 Q3 2 Q2 3640 322 500 /由 S=0.741Q1 Q3364032由 S=0.741，得 Cs=2.7,取 Cs=2.85由 Cs=2.85 ， P1- 2-3=5-50-95%，得： 1 =2.

2、01，2 =-0.385， 3 =-0.7 ，Q =1 Q3 3 Q1 = 2。1 32 O 3640 =964m3/s,132.01 0.7Cv =Q1 Q33640321 Q3 3 Q1 2.01 320.710 3640= 1.381取 Q=1068,由 QP二( X Cv+1 ) x Q 计算如表 2-2表2-2(p%)1251 020507590953. 993. 122. 011. 210. 45-0. 385-0. 635-0. 691-0. 7Qp69535670403324851 7325001 314932取Qs=6953立方米/秒。（二）武陟站到桥位处暴雨径流计算由地形图

3、上勾绘出武陟水文站到桥位处的汇水面 积，由于沁河属于地面河，大堤两边均低于大堤内， 故汇水面积只有大堤内，F=21平方公里。由河南省中小流域设计暴雨图集中的河南 省百年一遇（P=1%）年最大1小时点雨量图（图15） 上查得汇水面积处设计雨力Sp=120毫米/小时。由地形图上量得干流长度L=15.5公里;洪水比降为j=0.0003，15.51/3jF 1/4i1/30.0003市=108161由河南省中小流域设计暴雨图集中图26-推 理公式汇流参数地区9 s m综合关系图查得： m=3.3（从河南省山丘区水文分区图中查得桥位处属于幻区，因B大于100，故采用B等于100的m值).则：洪峰汇流时间

4、t =0.278 X - =0.278 Xm108.161t z=9.112(小时)3.3由河南省中小流域设计暴雨图集中P5卩值分区数值表查得：平均入渗率卩=5由规范 7.3.3-1 公式 Qp=0.278 X( $/ t -卩)X F 得：Qp=0.278 X( 120/9.112-5) X 2仁48(m 3/s)所以，设计流量 Q=6953+48=7001(m3/s)。第三章桥孔径计算用电子表格计算。计算出设计流量Qp=7001时对应的各 种数据。表格2计算说明：应用公式1、河滩部分t2ht=,V t=mt ht 3 i ,Qt= wtVtBtw河滩过水面积Bt河滩水面宽度ht河滩平均水深

5、Vt河滩平均流速Qt河滩总流量i水面比降2、河槽部分BeQc= WcV cW河槽过水面积Be河槽水面宽度He河槽平均水深Vc河槽平均流速Qc河槽总流量3、全断面总流量Q= Q +Qt4、全断面平均流速QVo =w计算方法知道洪水流量，根据反算法推算相应的洪水位根据桥位处的情况，东滩宽636.1米，mt =22,西滩宽546.5 米，mt=22,河槽宽90米，mc=40,比降取i=0.0003,计算结果见 表 3-1。用次稳定河段单宽流量公式：QcBC=175890=19.53(m3/(s. m)hc =WcBe667.3590=7.415(m)系数K1采用0.92，贝U :3 =K1（即f。9

6、2（蟲严069口=2=7001=335嘶)qc 1.069 19.53 2、用过水面积计算：初步拟定，上部构造40mT梁，选用标准跨径l=40m 柱宽1.6m，设计流速采用天然河槽流速，即Vs= V c。冲刷系数采用P=1.2，贝U 卩=1-0.375 X 仝=1-0.375 X-=0.974 ,Lj40 1.6入=b/l=1.6/40=0.04Qs(1) PVs=2371.7(m70010.974 (10.04) 1.2 2.63参照桥位处的河流横断面和现场勘察的意见，确定将东 岸桥台置于桩号K55+481.77 处，采用31孔40m，则另一桥 台 缘位于 K56+721.23 处。根据桥位

7、处断面图计算，桥下实有的主过水面积为5743.07m2, 大于 Wq。第四章 标高计算1 )壅水高度： 河滩路堤阻断的过水面积：w tn =5822.82-5743.07=79.75(m2),1.03 1.0河滩的断面的平均流速：Vt=1.015(m/s)2则河滩路堤阻断流量为：Qth= w tn X V t =79.75 X 1.015=80.95m3/s.Qtn _ 80.95Qs 7001=1.16%查表4-4( 见附表)选用n =0.05 。采用 Vch=Vo=1.2Om/s按表 4-5(见附表)Vq=Vc=2.63m/s22 z= n X ( v q2-v ch2)=0.05 X (

8、2.63-1.20)=0.274(m)桥下壅水高度取厶z z/2=0.137(m)壅水曲线的长度可按下列近似公式估算式中，Ly为用水曲线全长； Z为壅水曲线最大高度；j为桥址河段天然水流比降。Ly=2 0.2740.0003=1826(m)故，壅水影响范围可定为1826m.最大壅水断面以上壅水区内沿程壅水高度可采用 下式计算： Zi =(1- jl )2 z2 Z式中， Zi为计算断面壅水高度；l为距最大壅水处距离(m)将有关数值代入计算桥上游沿程水位壅高值见表4-1 。沿程水位壅高值表4-1桥 位距最大壅水处距离(m)4008001200160018260.1670.0860.0320.00

9、402) 波浪高度：桥位河段基本顺直，桥位上游约3.5km 处为河湾，讯期约为七、八级风，考虑不利情况，采用计算浪程D=2000m平均水深h =5.5m ,风速 V w =19m/sgh9.8 5.5V2w192gD _9.8 2000V2w192g9.82 =2 =0.027=54.294w0.7) . 7=0.185V w0.0018H li%=2.30.13th0.185th0.0110.13th0.1850.027=0.861( m)3) 淤高计算根据入河口处淤积情况的调查，每年淤积厚度约为2 厘米，故 Hy=0.02x50=1(m)3)计算水位本河段无流冰、流木和较大的漂浮物，其它引

10、起水 位升高的因素均可略去。Hj= H s+ 刀 h=103.784+0.137+2/3x0.861+1=105.495(m)4) 计算桥面标高：本河段不通航，采用桥下净空高度 hj=0.5m,桥梁 建筑高度 hD =2.30m,桥面铺装 hz=0.14m.H q m = H j + hj + hD + H z=105.495+0.5+2.30+0.14=108.435(m).桥面标高取108.486m。 沁河东岸大堤的标高为105.9 ,西岸大堤的标高为104.7 ,第五章 冲刷计算(1 )河槽一般冲刷按64-1修正式计算：已知设计流量 Qs=7001m 3/s，设计水位 Hs=103.78

11、4, 相应 的 Wc=667.35,V c=2.63m 3/s,桥台前缘桩号为 K55+ 481.77 和 K56+721.23，河槽与河滩 的分界桩号为 K56+103 和 K56+193,粗糙系数分别为：mc=40,m t=22.河槽部分的桥孔长度：L c=193-103=90(m)桥孔 净长：Lcj =90-2 x 1.6=86.8m( 墩宽 1.6m)2- Wc667.35Wc=667.35(mCt=R1/6=mt ht1/6=22 x 4.49 1/6=28.252(m 1/2/s) n按公式(5-15 )计算单宽流量集中系数A。根据桥位断面，滩水位取H=99.109m,相应的水面宽

12、度为B=88.4m,相应的过水面积 W=247.38m2,贝U :),hc= c =7.42(m)Lc 901Cc= R1/6=mc hc 6=40 x 7.42 1/6=55.857(m 1/2/s) n河滩部分的桥孔长度为：L t=(1103-481.77)+(721.23-193)=1149.46(m)桥下河滩部分的过水面积为：Wt =5822.82-667.35=5155.47(m 2)5155.471149.46=4.49(m)247.3888.4=2.798A=0.15=(咼)(2.7980.15=1.199由桥位断面可知，河槽最 大水深 hmax = 103.784-94.612

13、=9.172且卩=0.97mindi Pi1000.5 0.5 14.50.25 66.8 0.18.5 0.0749.7 0.005100=0.112(mm)maxdi Pi1000.0740.5 1 14.5 0.5 66.8 0.25 8.5 0.1 9.7h p=hmaxh?Ed65任 1733(匹)30.97 86.8 7.42i0.66 0.1535=13 144(m)按64-2式计算：已知Qc=1758m 3/s,由桥位断面可知Bc=90m,所以Q 1 =Q C=1758m,B 1 =B C=90m。按河槽不可能扩宽考虑，则Q2=Q qc=1733m,B 2=B C=90m平滩水

14、位（H=99.109m）时，由桥位断面得H max=99.109 -94.612=4.497(m).K=1+0.02lgHmai=1+0.02lgHd4.497.2.798 0.15=1.036已知入=0.04, d 95 =0.5.hm ax9.1720.5=18344,查表5-3（见附表）得 m1=0.243.4m13m1A q2B1hp=KA 2h max=1.036xQ1(1)B240.2433 0.243,“c 1733901.199 -9.17217580.97(10.04)90d95=11.776(m)(2)河滩的一般冲刷：按河槽 不扩宽 考虑，Qqt=Q S-Q C =7001

15、-1733=5268m 3/sLtj=Lt-(31-2) X 1.6=1149.46-46.4=1103.06(m)河滩最 大水深:htmax=103.784-98.161=5.623(m).并根据河滩土质，查表5-2(见附表)得：VDb =0.65d6Hp = Qqt(虫maxhtVab655268/ 5.623、勺-( )60.97 1103.06 4.49】亍中 832 ( m)0.65(4) 桥台倾斜冲刷：东岸桥 台前缘(K55+481.77),水深h=3.6mhp =P(hmax-h)hmax+h3.6=1.2 X (9.172-3.6) X+3.6=6.944(m)9.172西岸桥

16、 台前缘(K56+721.23),水深h=4.1mhp=P(hmax-h)h+hmax=1.2 X (9.172-4.1)4.19.172+4.1=7.641(m)12B14h3maxV z =V c(1) B2hc129049 172 3=x 2.63=3.085(m/s)0.97 (10.04)907.42结合实际情况分析，可以采用V=V z=3.085m/s.h=h p=13.144m, d =0. 15mm.查表 5-5,V 0=0.54m/s, 查表 5-6,V o=O.13m/s,V0 V。应采用公式(5-31)计算.根据下部构造形式.查表 5-4,采用 K e =1, B=1.6

17、m.2.160.111/2+ )1 /2=( 0.40.19d d2.160.150.40.110.150.19)1/2=2.9421 _0.2d0.15 =V3.0850.2 0.150.15=0.769V。0.54hb=Kz 1 K n 1B0.6(V0-V0 )(V/V)n1=1x2.942x1.6 0.6x(0.54-0.13)x(3.085/0.54) 0.786=6.113(m)(6) 65-2公式计算河槽中桥墩的局部冲刷：由 以上计算知:V=3.085m/s, h=h p=13.144(m);V0=0.28( d +0.7) 0.5=0.28x(0. 15+0.7)0.5=0.2

18、58(m/s)V0 =0.12x( d +0.5) 0.55=0.12x(0.15+0.5) 0.55=0.095(m/s)K n 2= 攀+0.375 d 0. 24 d2=0.0023/0.15 2.2+0.375x0.15 0.24=0.387门20.23 0.19 lgdVV。1 = o3Q0.23 0.19 ig 0.15 _0.8333.085 g0.258VVo0.6 1 0.15 / VVn、n2Hb=K E Kn2B h ( X)V。=1.0x0.387x1.6 0.6x13.144 0.15x( 3.085 0.095)0.833 =5.8 1 9(m);0.258取65-1公式计算的结果。冲刷取值:主河槽：一般冲刷为13.144m,局部冲刷为6.113 m.河滩：一般冲刷为7.832m,局部冲刷为6.113 m.东台：倾斜冲刷为6.944 m.西台：倾斜冲刷为7.641m.冲止标咼:主河 槽:103.784-13.144-6.113=84.527 m.河滩:103.784-7.832-6.113=89.839 m.东台:103.784-6.944=96.840 m.西台:103.784-7.64 仁96.143 m.冲去沙