(修订版)沁河特大桥水文计算书 -

1、13新孟公路武温段沁河特大桥水文计算第二章 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P1-2-3=5-50-95%，读取三点的流量值： Q1=3640m3/s, Q2=500m3/s, Q3=32m3/s 由S=0.741 由S=0.741， 得CS=2.7,取Cs=2.85由CS=2.85，P1-2-3=5-50-95%，得：1=2.01，2=-0.385，3=-0.7， =964m3/s

2、,CV=1.381，取=1068,由QP=（×CV+1）×计算如表2-2表2-2(p%) 1 2 5 10 20 50 75 90 95 3.993.122.011.210.45 -0.385 -0.635-0.691 -0.7 QP 69535670403324851732 500 131 49 32 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

3、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， =108.161 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区，因大于100，故采用等于100的m值). 则：洪峰汇流时间=0.278×=0.278× =9.112(小时) 由河南省中小流域设计暴雨图集中P5值分区数值表查得：平均入渗率=5 由规范7.3.3-1公式QP=0.278×（SP/-）×F得：QP=0.278×（120/9.

4、112-5）×21=48(m3/s)所以，设计流量QP=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ht=, Vt=mt, Qt=wtVt。wt-河滩过水面积Bt-河滩水面宽度ht-河滩平均水深Vt-河滩平均流速Qt-河滩总流量 i-水面比降 2、河槽部分 hc=, Vc=mc, Qc=wcVc。Wc-河槽过水面积Bc-河槽水面宽度Hc-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=Qc+Qt 4、全断面平均流速 V0=计算方法 知道洪水流量，

5、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：=19.53(m3/(s.m)=7.415(m)系数K1采用0.92，则：=K1()0.06= 0.92()0.06=1.069Lj=335.39(m)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= Vc。冲刷系数采用P=1.2，则=1-0.375×=1-0.375×=0.974，=b/l=1.

6、6/40=0.04Wq=2371.7(m2) 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： wtn=5822.82-5743.07=79.75(m2), 河滩的断面的平均流速：Vt=1.015(m/s)则河滩路堤阻断流量为： Qth= wtn×Vt =79.75×1.015=80.95m3/s.=1.16%查表4-4( 见附表)选用=0.05。

7、采用Vch=V0=1.20m/s按表4-5（见附表）Vq=Vc=2.63m/sz=×( vq2-vch2)=0.05×(2.632-1.202)=0.274(m)桥下壅水高度取z=z/2=0.137(m) 壅水曲线的长度可按下列近似公式估算 Ly=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=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-)2z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

8、表4-1桥位距最大壅水处距离（m）4008001200160018260.1670.0860.0320.00402） 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=5.5m，风速Vw=19m/s=0.149， 0.7（）0.7=0.185=54.294， 0.0018（）0.45=0.011=0.027HLl%=2.3=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，其它引起水位升高的因素均可略去

9、。Hj= Hs+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.Hqm=Hj+hj+hD+Hz =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=7001m3/s，设计水位HS=103.784hHh,相应的WC=667.35,VC=2.63m3/s,桥台前

10、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,mt=22. 河槽部分的桥孔长度：Lc=193-103=90(m) 桥孔净长：Lcj=90-2×1.6=86.8m(墩宽1.6m) Wc=667.35(m2),= =7.42(m) CC=R1/6=mc 1/6=40×7.421/6=55.857(m1/2/s)河滩部分的桥孔长度为:Lt=(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 (

11、m2)= =4.49(m) Ct=R1/6=mt 1/6=22×4.491/6=28.252(m1/2/s)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，相应的水面宽度为B=88.4m，相应的过水面积W=247.38m2，则： =2.798（m） A=（）0.15=（）0.15=1.199由桥位断面可知， 河槽最大水深hmax=103.784-94.612=9.172（m）， 且=0.97= = =0.112(mm)= = =0.260(mm) 取=0.15（mm）=2.72Kg/m2, 查得E=0.66hp=13.144(m) 按64-2式计

12、算: 已知Qc=1758m3/s,由桥位断面可知BC=90m,所以 Q1=QC=1758m, B1=BC=90m。 按河槽不可能扩宽考虑，则Q2=Qqc=1733m, B2=BC=90m 平滩水位（H=99.109m）时，由桥位断面得 Hmax=99.109-94.612=4.497(m). K=1+0.02lg=1+0.02lg=1.036已知=0.04, d95=0.5. =18344, 查表5-3（见附表）得m1=0.243.hp=K=1.036x=11.776(m)（2）河滩的一般冲刷：按河槽不扩宽考虑，Qqt=QS-QC=7001-1733=5268m3/sLtj=Lt-(31-2)

13、×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：=0.65Hp=7.832（m）（4）桥台倾斜冲刷：东岸桥台前缘(K55+481.77)，水深h=3.6mhp=P(hmax-h)+h=1.2×(9.172-3.6)×+3.6=6.944(m)西岸桥台前缘(K56+721.23)，水深h=4.1mhp=P(hmax-h)+h=1.2×(9.172-4.1)×+4.1=7.641(m)（5）65-1公式计算河槽中桥墩的局部冲刷：

14、VZ=Vc=×2.63=3.085(m/s) 结合实际情况分析，可以采用V=Vz=3.085m/s, h=hp=13.144m, =0. 15mm. 查表5-5,V0=0.54m/s, 查表5-6,V0=0.13m/s, V0 > V0应采用公式(5-31)计算.根据下部构造形式. 查表5-4,采用K=1, B=1.6m. K1= (+)1/2=(+)1/2=2.942 n1=0.769 hb=K1 K1B0.6(V0-V0)(V/V0)n1 =1x2.942x1.60.6x(0.54-0.13)x(3.085/0.54)0.786=6.113(m)（6）65-2公式计算河槽中

15、桥墩的局部冲刷：由以上计算知：V=3.085m/s, h=hp=13.144(m) ; V0=0.28(+0.7)0.5=0.28x(0. 15+0.7)0.5=0.258(m/s) V0=0.12x(+0.5)0.55=0.12x(0. 15+0.5)0.55=0.095(m/s) K2=+0.3750.24 =0.0023/0. 152.2+0.375x0. 150.24=0.387 n2=0.833 V>V0 Hb=KK2B0.6h0.15()n2 =1.0x0.387x1.60.6x13.1440.15x()0.833=5.819(m); 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.冲止标高: 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: 103.784-7.641=96.143 m.冲去沙层厚度: