中南大学桥涵水文课程设计

1、桥涵水文课程设计姓 名：&&&&&&学 号：&&&&&&班 级： 土木*指导教师： &&&&&&桥渡课程设计指导书1. 桥梁状况桥梁位于I级干线，桥址轴线及梁底标高见图1。桥下河床断面见图2，桥下河床的左滩主槽分界点为（137.49, 31.81）；桥下河床的右滩主槽分界点为（289.36, 31.60）；左滩、主槽、右滩的糙率系数分别为25、40、25。桥梁轴线与水流交角为90度。0号台的墩台线的X坐标为105.14米图1 桥址轴线及梁底标高2. 形

2、态断面形态断面位于桥址上游120米处。形态断面处左滩、主槽、右滩的糙率系数分别为25、50、25。其左滩主槽分界点为（107.01, 32.18）；右滩主槽分界点为（281.87, 32.18）。桥址与形态断面间的水面坡度为0.005弧度。 桥下河底线 形态断面图2 桥下河底线及形态断面坐标图3 桥墩宽度图（墩底顺水流方向长度3.5米）图4 基础（圆沉井）尺寸图 3号墩地质线标高（米） 流量系列年份及流量（立方米/秒） 图5 3号墩地质及流量系列3. 实测其他资料桥型为一般河流的一般大桥；洪水期没有漂浮物和泥石流； 测得浪高为0.27米。 含砂量特征为5公斤/立方米。桥下表层土为砂卵石。4.

3、要求（1） 计算形态断面水位关系曲线，并画图。（2） 计算设计流量，画出流量统计（P-III曲线）图形。（3） 检算梁底水位。（4） 检算1号桥墩的基础埋置深度。（5） 检算3号桥墩的基础埋置深度。（6） 按水文计算要求修改设计（主槽内桥墩基础底标高都按3号墩处理），画出新的设计图。桥涵水文课程设计1、 形态断面水位流量计算1.由于桥梁位于稳定均匀流河段，利用水利学中的谢才满宁公式计算过水断面的流速。（1）式中 2.计算各个部分面积的流量，部分流量等于部分面积与部分平均流速的乘积 (2)3.计算全断面的流量 (3)4.则全断面的过水面积和断面平均流速应为 (4) (5)在matlab里面做出其

4、断面图如下：图1 形态断面示意图表1-1 形态断面水位关系表27.8700029.00133.363.74499.5232.18568.207.704386.5033.20756.009.206927.7035.481203.0111.9014294.1038.781873.0015.2528564.0139.962176.0715.9134625.03跟据上表中的数据可以画出形态断面水位关系曲线图1-2：形态断面水位关系曲线二、设计流量计算根据给定的年流量图在EXCEL里做出其分布图如下：2.1 特大洪水考证期 2.2 经验频率估算 对于a项特大洪水 （1）对于其余（n-l）项观测洪水为：

5、（2） 从已给出的年流量表中可以得知： N=48，a=4，l=2，n=18这里假设流量超过10000为特大洪水。结合（1）（2）两式可得年最大洪峰流量表如下：表2-1该桥的年最大洪峰流量顺序号(m)按年份顺序排列按大小排列经验频率(%)年份流量(m3/s)流量(m3/s)1193018000180002.042193117800178004.083196015000150006.1241961908119008.16519629807980713.56619632316869018.96719646754675424.37819653421675029.77919665678570035.17

6、10196711900567840.571119685700564345.981219693216430051.381319701811342156.781419716750342162.181519722231321667.591619735643231672.991719744300231178.391819752311223183.791919763421181189.20201977869090894.602.3 统计参数估算计算系列Qi的总流量 (6)平均流量的计算 (7)计算系列Qi的变异系数 (8)根据式(6)(8)，将N=48，a=4，l=2，n=18代入，计算可得：计算系列Q

7、i的总流量：平均流量：变异系数：2.4 设计流量利用适线法寻找一条与经验点配合得较好的理论频率曲线，确定设计流量。1.计算一组理论频率曲线，计算过程列于下表表2-2理论流量计算表151020507595曲线号3.331.941.330.69-0.24-0.73-1.1314.002.752.211.5520.8080.34-0.0221927.5515064.611325.178892.8244303.4961881.592-93.263.141.911.340.73-0.20-0.73-1.2423.832.722.211.660.820.34-0.1221011.4014921.91212

8、4.949106.774498.8081865.041-658.282.将经验频率点群(Qi,pi)点和理论频率曲线绘于海森几率格纸上如下：3.选择一条最合适的曲线最终以与经验点群吻合得较好，最终确定其为选定的理论频率曲线，该桥百年一遇的流量为。三、水位标高检算 1. 确定形态断面上设计流量时的水位标高由于形态断面水位关系曲线，得设计流量通过时的水位标高2.确定设计流量通过时桥址断面的水位标高因为河道接近均匀稳定流河道3.计算桥下河床断面(水位)桥下左滩：过水面积：湿周：水力半径：流速：流量：桥下主槽：过水面积：湿周：水力半径： 流速：流量：桥下右滩： 过水面积：湿周：水力半径：流速：流量：4

9、 计算桥前壅水高度扣除墩台阻水面积后的桥下净面积：桥下流速：建桥前从桥孔部分通过的流量为查图6-2，得桥前最大壅水取桥前壅水高度5 检算标高最高水位 按设计水位计算的桥下净空安全值故，标高检算不合格。四 检算基础埋置深度1号墩埋深检算：非粘性土河滩，根据铁路工程水文勘测规范，用下试计算：计算桥下河槽部分通过的设计流量：取桥墩水流侧向压缩系数：=1河滩部分桥孔过水面净宽：河滩最大水深：河滩平均水深：查表可得：一般冲刷发生后，墩前行进流速为：4.2使用65-1修正式计算河床桥墩局部冲刷：（1） 河床泥沙启动流速（假设平均d=50mm): (2)墩形系数： (3)桥墩计算宽度：B1=1.80m (4

10、）河床颗粒影响系数： (5）墩前泥沙启动流速： (6）墩前局部冲刷：最低冲刷标高故可知，假设正确4.3检查基础埋置深度冲刷总深度为：10.65m，最低冲刷线标高为26.10m。基础底面在墩台对于铁路桥梁要取局部冲刷线下不小于4m，则基础底面必须埋置深度标高要为26.10-4=22.10m基础底面实际埋置深度为20.81m，故基础埋置深度满足规范要求。5、 检算3号墩基础的埋置深度5.1按铁路工程水文勘测设计规范，由64-1计算一般冲刷：（1）计算桥下河槽部分通过的设计流量：（2）计算单宽流量集中系数：按平滩水位计算河宽：（3） 计算河槽桥孔部分的过水净宽：（4） 桥下河槽断面上的最大水深：（5

11、） 桥下河槽断面上的平均水深：（6） 与汛期含沙量有关的系数：（7） 桥墩水流侧向压缩系数：（8） 计算桥下一般冲刷后的最大水深：一般冲刷线标高，假定错误。假定一般冲刷线位于圆砾石层，则一般冲刷线标高，假定正确。（9）计算桥下河槽的一般冲刷发生后2 使用65-1计算局部冲刷（1）计算河床泥沙启动流速： （2） 墩型系数： （3）桥墩计算宽度：（4）河床颗粒的影响系数：（5）墩前泥沙起冲流速： （6） 指数：（7）桥墩局部冲刷检查3号桥墩基础埋置深度冲刷总深度最低冲刷线标高基础底面在墩台对于铁路桥梁要取局部冲刷线下不小于基础底面必须埋置深度标高基础底面实际埋置深度标高基础埋置深度是不满足规范要求的。五、按计算结构修