桥渡课程设计指导书

1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2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53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.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3号桥墩的基础埋置深度。（5）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。3桥涵水文课程设计一、形态断面水位关系曲线图1、不同水位标高时对应的水文参数i11;;;nniiiQQwwQvw由总流量总过水断面面积平均速度求出桥梁的水文参数；计算得水位与过水面积、流量、流速关系列于下表：断面水位关系水位面积流量流速28.014.913.50.9028.573.3188.12.5729.0133.4502.03.7629.5195.2931.54.7730.0258.91465.65.6630.5324.22097.86.4731.0391.32823.67.2231.5460.33638.57.9032.0537.64563.38.4932.5625.25619.68.9933.0717.76805.39.4833.5814.18111.19.9634.0911.49531.310.4634.51009.311059.310.9635.01107.812691.211.4635.51207.014423.811.9536.01306.816254.312.4436.51407.218180.412.9237.01508.220199.713.3937.51609.922310.313.8638.01712.124510.714.3238.51815.026799.114.7739.01920.529160.115.1839.52043.931640.715.484形态断面水位关系曲线（）图1.形态断面水位关系曲线二、设计水位的确定1、把流量Qi按流量大小递减顺序重新排列；由于流量统计具有不连续性，按含特大洪水系列的频率分析方法计算经验频率:2、特大洪水考证期N。N=T2-T1+1=1977-1930+1=483、经验频率估算对于4项特大洪水TMQ(1,23)1MMPMN，对于其余18项观测洪水11(1)111mmlaapNNnl表2.某桥梁的历年流量某桥梁的历年流量序列号（m）按年份顺序排列按大小排列经验频率（%）年份流量（㎡/s）流量（㎡/s）p=m/(n+1)*100%1193018000180002.042193117800178004.083196015000150006.12119619081190011.34219629807980716.55319632316869021.77419646754675426.985519653421675032.20619665678570037.417196711900567842.63819685700564347.85919693216430053.061019701811342158.281119716750342163.491219722231321668.711319735643231673.921419744300231179.141519752311223184.351619763421181189.57171977869090894.784、统计参数的估算4.1对于空缺的28项，假定这28项的平均值等于连续系列的平均值，其均方差等于不连续系列的均方差。这样补齐后，组成连续的计算系列iQ。计算系列的总流量由三部分组成：第一部分为特大洪水系列之和：31TQjjRQ=508003(/)ms第二部分为实测系列（不含l项重叠值）jq之和(n=18,l=1)l1nqiiRqnlq（）=848573(/)ms8485718qRqnll=4991.588第三部分为补齐的k项空缺值之和.kR因k=N-[a+(n-l)],根据假定，这k项的平均值就是q则：3{[()]}{48[3(181)]}*4991.588139764.47(/)qRNanlqms计算系列的总设计流量为：135080084857139764.47275421.47(/)NiQqkiQRRRms计算系列iQ的平均值为：61iQQN=5737.953（m/s）同理可以计算系列iQ的变异系数221111[()()]1anTviiiilNaCQQqQQNnl=0.7201245、将各流量样本值和相应的经验频率值pm点绘于海森机率格纸上；6、将经验点群(,)iiQp点绘制在海森机率格纸上；7、用试法求sC。(%)p151020507595曲线号_5486.1Q3.441.971.320.66-0.27-0.73-1.0610.85vCpK3.922.672.121.560.770.380.11.7sCpQ215061464811631855842242085549_5486.1Q3.662.001.290.59-0.32-0.71-0.9120.85vCpK4.112.72.11.50.730.40.232.1sCpQ22548148121152182294005219412627、将这组理论频率曲线绘制在海森机率格纸上（P-III曲线）。图2.理论流量频率曲线78、选择一条最适合的曲线。图中以35737.95/,0.833,1.5VSQmsCC,的曲线1与经验点群吻合较好。最终确定其为选定的理论频率曲线。该桥的一百年一遇的流量为22007.43m/s.故该桥的设计流量为22007.43m/s.三、梁底水位的检算1、确定形态断面上设计流量通过时的水位标高XPH;由形态断面水位关系曲线（图2），得设计流量通过时的水位标高XPH=37.25m.2、确定设计流量通过时桥址断面的水位标高PH*xPpHHIl37.25-120*0.005=36.65（m）3、计算桥下河床断面（水位36.65m）该桥相关标注尺寸如下图3桥址轴线及梁底标高4、桥下左滩部分：过水面积2w134.9243(m);湿周37.9107()xm水力半径3.559()wRmx流速213214.1208(/)vRImsn流量31*134.9243*3.559555.991(/)Qwvms桥下河槽部分：过水面积21284.9820()wm湿周153.0415()xm8水力半径8.396()wRmx流速2132111.6843(/)vRImsn流量31*1284.9820*11.684315014.145(/)Qwvms桥下右滩部分：过水面积15.7125w2（m）湿周8.0141()xm水力半径1.9606()wRmx流速213212.7692(/)vRImsn流量31*15.7125*2.769243.511(/)Qwvms5、计算桥前壅水高度Z5.1扣除墩台阻水面积后的桥下净空面积为：2134.92431284.982015.7125(8.402715.71251.8*(36.6532.81)2.14*(36.6527.61)3*2.15*(36.6527.61))1326.938()jwm5.2桥下流速为：22007.416.585(/)1326.938pmjQvmsw5.3建桥前从桥孔部分通过的流量为：(134.92438.4027)*4.120815014.14515535.515omQ3（m/s）2134.92431284.982015.7125(8.402715.7125)1411.5036()omwm15535.51511.0064(/)1411.5036omomomQvmsw16.5851.50711.0064momvRv查图取0.1,Ks得桥前最大壅水高度为：220.1()2.162()1smmomKZvvmR9取桥前最大壅水高度0.51.081()mZZm6、检算标高最高水位36.651.0810.2738.001()37.31()spHHZLmm△△所以梁底水位不合规范要求。四、检算3号桥墩的基础埋置深度1、计算一般冲刷(1)桥下河槽部分通过的设计流量2Q3215192.132150620669.1/570.1915192.1344.94cpctlQQQmsQQ(2)单宽流量集中系数dA按平滩水位计算河宽：289.36137.49151.87zBm按平滩水位计算平均水深：1(116.32151.87)(31.627.61)23.523151.87ZHm0.150.15151.87()()1.20663.523ZdzBAH(3)河槽桥孔部分的过水净宽151.8732.152.14143.28cjBm(4)桥下河槽断面上的最大水深36.7127.619.1cmhm(5)桥下河槽断面上的平均水深1294.0938.5211151.87cqhm(6)与汛期含沙量有关的系数：由于含沙量32/kgm（在1~10之间）查表则0.66E(7)计算桥墩水流侧向压缩系数取河槽流速为设计流速11.7396/pvms，单孔跨径032.7lm，查表得0.955(8)计算桥下一般冲刷后的最大水深h假定一般冲刷线位于标高25.2m以上，_10dmm103/53/55/325/31/61/6_20669.19.1()1.2066()0.955143.288.5211h24.7310.6610cmdcjcqphQABhmEd一般冲刷线标高36.7124.73111.97925.2mm假定不正确又假定一般冲刷线位于标高25.2m与22.7m之间，_50dmm3/53/55/325/31/61/6_20669.19.1()1.2066()0.955143.288.5211h20.3360.6650cmdcjcqphQABhmEd一般冲刷线标高36.7120.33616.37422.7mm假定不正确又假定一般冲刷线位于标高22.7m与15.0m之间，_100dmm3/53/55/325/31/61/6_20669.19.1()1.2066()0.955143.288.5211h19.640.66100cmdcjcqphQABhmEd一般冲刷线标高36.7119.6417.0715.0mm假定正确，(9)桥下河槽的一般冲刷后墩前行进流速为：1/6_2/31/62/30.6610019.64410.3521/pvEdhms