三都至羊里公路桥涵水文计算(最终版本)

贵州省惠水县三都至罗甸县羊里公路改扩建工程

桥涵水文计算

1 桥涵设计标准的v 采用情况

设计洪水频率:大、中桥采用1/100 , 小桥及涵洞均采用1/50; 设 计 荷 载:公路—Ⅰ级

桥 面 宽 度:大中桥:K52+200~ K75+380:(0.5+净—9+0.5)m K75+380~K102+600:(0.5+净—7.5+0.5)m 小 桥 涵宽度:与路基同宽。

地震基本烈度:路线所属地区地震动反应谱特征周期为0.35s ,地

震动峰值加速度小于0.05g 。地震烈度Ⅵ。

2 沿线桥梁、涵洞分布情况

沿线桥梁、涵洞的分布情况见表6-1,本合同段K 线路线长度51.4Km ,共设大、中、小桥梁15座,合计长1928.8m ,占路线总长度的 3.75%。其中大桥7座,长1447.48 m; 中桥7座,长460.28m ;小桥1座,长21.04 m。设涵洞211道,平均过水构造物每公里4.377处。

3 沿线水系及水文概况

3.1 水系

路线所经过地区均在罗甸县境内,罗甸全县河流均属珠江红水水系。路线所经地区均属本水系中的濛江河干支流。

濛江河干支流 濛江,发源于贵阳市花溪区党武乡对门寨附近。流经青岩镇、惠水县,进入县境边阳区罗沙、巴沙、董王和油闹乡的打告村油然附近与格凸河汇合,此段河道称为涟江。南流经交砚、冗翁、摆龙、木引、云里、罗里、罗化、逢亭、立亭、沟亭、所也、冗响、交广、凤亭、茂井、大亭乡,于班仁乡双江口注入红水河,此段河道称濛江。在县境内流程129.5公里,流域面积1259.2平方公里,多年平均流量45~88.8~165立方米/秒,天然落差417米。主要支流有坝王河、格凸河、八茂河、所也河、沟亭河、布讲河、逢亭河、拱里河、云里河。

坝王河干支流 坝王河,发源于贵阳市花溪区批摆附近,流经惠水县摆金、平塘县克度区塘边乡河边寨伏流后于县境沫阳区董当乡大井村小井出流,经沫阳乡、龙坪镇,于八茂区茂井乡八达村蚂蚁寨注入濛江。县境内河道长44公里,流域面积789.7平方公里,多年平均流量7.41~63.6立方米/秒,天然落差137米。主要支流有干里河、纳羊河、仿里河、边阳河。

按路线前进方向,沿线所经主要河流为边阳河、布讲河、三叉河、所也河、涟江、打郎河、沟亭河等。

边阳河,发源于边阳区巴沙乡巴沙村大坡,经边阳镇、栗木乡栗木村播团南部落水洞伏流。河道长18.8公里,流域面积91.03平方公里,多年平均流量1.50立方米/秒,天然落差95米。

布讲河,发源于城关区板庚乡园林村上高坡,于立亭乡顶访村注入濛江。河道长11公里,流域面积23.01平方公里,多年平均流量0.49立方米/秒,天然落差189米。

所也河,发源于边阳区兴隆乡老猫坡脚,经打讲村茅草坪伏流后于城关板庚村冲头出流,于所也乡金星村把炳福星桥注入濛江。河道长40公里,流域面积117.49平方公里,多年平均流量2.40立方米/秒,天然落差335米。

沟亭河,发源于罗捆区平艾乡上绕村,经罗捆于沟亭乡边外河口注入濛江。河道长10.67公里,流域面积72.67平方公里,多年平均流量2.30立方米/秒,天然落差360米。

沿线水电站、水库等水利设施较多,对河流有不同程度的调洪作用。

3.2 水文

降水:据资料统计路线所经区域多年平均降水为1150.1mm ,年最大降水量1623.4mm (1976年),年最小降水781.2mm(1960年) ,年内降水分布不均,全年降水主要集中在夏季,占全年降水量的68%,雨季多集中在7份,平均降雨量为183mm 。

地表径流:据资料统计路线所经区域多年平均径流深度530~620mm 之间,多年平均径流系数0.37~0.42 。径流深度的分布趋势与降水量的分布趋势基本一致,面平均径流量为576mm ,面平均系数为0.38。径流量年内分布不均集中在5~8月,占全年径流量的67.09%。

通航:根据罗甸县交通局、海事办回文,全线所经河流除涟江为Ⅴ级航道、沟亭河为等外级,其它均无通航要求。

在本次外业勘测阶段,项目组对沿线河流、沟渠的分布情况及其水文特征进行了实地调查,其中重点调查了三岔河、下落脚河、涟江、沟亭河等河流的河床形态、岸壁及植被情况、河岸及滩槽的稳定程度、水流情况等,收集了红屯水库、中暮水库及边阳水库的相关资料和贵州省罗甸县地方志编纂委员会所编辑的《罗甸县志》。在此基础之上,完成了全线桥梁断面测量、涵洞所跨越沟渠的丈量、调查的历史洪水位高程的测量。

4 水文分析

本项目所经河流无水文观测站,基本无水文观测资料。根据《公路工程水文勘测设计规范》(JTGC30-2002)中的有关内容,结合调查、收集的资料,本次计算主要采用勾绘汇水面积采用贵州省暴雨洪水计算简化公式法设计流量。再根据现场调查的洪痕点和实测的形态断面,采用形态断面法计算相应流量,比较计算结果和现场调查资料选取可信的设计流量和设计水位,根据设计流量和河床断面计算桥长,再根据计算桥长选取桥型和跨径,根据设计水位等计算最小桥面高以及计算桥下一般冲刷和墩台局部冲刷。全线小桥涵的汇水面积均小于30Km 2,设计流量的计算采用径流简化公式法。大中小桥的水文计算成果见表1

本合同段水文计算成果表 表1

4.1 K53+617.5边阳中桥水文计算

一、河流概述:

边阳河,发源于边阳区巴沙乡巴沙村大坡,经边阳镇、栗木乡栗木村播团南部落水洞伏流。河道长18.8公里,流域面积91.03平方公里,多年平均流量1.50立方米/秒,天然落差95米。

桥址位于边阳镇把摆村和野猫冲之间的水田里,下游6.8Km 处即为栗木乡栗木村播团南部落水洞伏流入口,上游3.0Km 为边阳水库,河道已经人工渠化,成为边阳水库的泻洪道。桥址上游控制流域面积76.5Km 2,河道长度12Km, 但桥位处大部分流域面积被边阳水库控制,水库以下流域面积较小。由于人工渠化,岸线稳定,变形速度缓慢,河岸为抗冲刷较强的浆砌片石,河岸整齐,无汊流,河槽顺直,断面呈U 型。 二、洪水调查

2006年8月28日,桥涵组在测量边阳河形态断面、桥轴断面的同时,也进行了桥位附近洪水位调查, 2004年发生了多年来的特大洪水,在桥位下游约40m 处据一53岁女性村民介绍:2004年洪水最大水位曾漫过此处一座1—10m 板桥的桥面10cm 左右,作为洪1,用水平仪测其高程为831.11m ;在桥位上游约1km 处,N 比较线也跨此渠,据附近田边一56岁男性村民介绍:2004年洪水最大水位到一田埂处,作为洪2,用水平仪测其高程为832.11m 。

调查洪水位高程如下表:

得2004年洪水比降:

832.21 – 831.11

J = ------------------------- = 1.06‰ 1040

三、形态断面选取:

桥位处河岸整齐,河底平整,无汊流,河槽顺直、稳定,高、低水位时,流向一致,无明显冲刷坍塌现象,河床两岸为水田,可选作形态断面,取河槽渠道糙率系数n = 0.014。 四、地区暴雨经验公式

根据《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式:

Q p =0.131[C’×Sp]

1.143

×F

0.89

式中:C ’、Sp 为经验参数和指数;

C ’—洪峰径流系数(查表取值0.86); Sp —最大1小时设计雨量(查表取值98.2); F —流域面积(Km 2); Q p —洪峰流量(m

3

/s)

2、确定设计流域特征F 、L 、J 及其他基础资料等:

(1)汇水面积F :桥位处控制流域面积76.5Km 2,主河道长L = 12 Km。洪水比降J =

2.02‰。

(2) 设计洪水频率 :P = 1 % 3、计算Q p

六、设计流量选取:

采用《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式计算边阳河百年一遇设计流量为990.5m 3/s, 采用形态断面法推求洪水流量为115.51m 3/s,两种方法计算结果相差较大,根据本地区暴雨强度大的特点以及本桥位的特殊情况(根据现场调查在边阳水库和河道渠化前,河流两侧水田年年被淹,而经过水利部门整修后两侧水田基本没有被淹过),由于上游边阳水库的调节作用,形态断面法计算的洪水流量与边阳水库的泄洪流量155.8 m3/s基本吻合,因此本次采用实际调查洪水流量,取百年一遇设计流量155.8 m 3/s。

七、利用形态断面计算设计水位:

1、糙率选择:

如上所述,取河槽糙率系数n = 0.014。

2、假定水位H 时,由公式Q = W×V 及V = m R结果如下:

2/3

I 1/2计算流速、流量,计算

由计算知,当水位H = 831.5 m 时,计算流量Q =158.29 m 3/s与设计流量Qs = 155.8m3/s相差较少,故断面通过设计洪峰流量时,洪水位标高H =831.5 m 时,最大水深4.12 m,主槽流速Vc = 3.5 m/s。

3、桥轴断面处设计水位、设计流速:

由于形态断面在桥轴断面附近,故桥轴断面处设计水位、设计流速同形态断面处设计水位、设计流速,即最大水深4.12 m,主槽流速Vc = 3.5m/s。

八、桥长计算:

1、基本数据:

桥位设计流量为:Q P = 155.8 m3/s。

设计水位:Hs = 831.5 m 设计流速:Vc = 3.5 m/s 河槽宽度:Bc = 20 m

河槽流量为:Qc = 155.8m3/s。 河槽过水面积为:Wc = 45.28 m2。

2、桥长计算:

按《公路工程水文勘测设计规范》按开阔、顺直微弯河段考虑,计算公式: Q P n Lj = K q (-------) B c Q c

式中:

Lj ---- 桥孔最小净长 ( m ) Q P ---- 设计流量 ( m3/ s ) Qc ---- 河槽流量 ( m3/ s ) Bc ---- 河槽宽度 (m)

K q 、n ----- 系数及指数,对于开阔、顺直微弯河段,K q = 0.84,n =0.90 故

Q P n

Lj = K q (-------) B c Q c

= 23.0 m

根据以上计算桥孔最小净长23.3 m,边阳中桥与河道斜交较小达到150°,故采用3×20 m预应力砼空心板,斜桥正做,下构采用直径1.1 m柱式墩。 九、桥前壅水及浪高:

1、桥前不计壅水高度

2、浪高计算:取波浪高度H 0 = 0.2 m 十、桥面设计高程计算:

按设计水位计算桥面最低高程,参照《公路工程水文勘测设计规范》有以下公式: H min = H s + △h + △ho + △hj

= 831.5+ 0.2 + 0.5 + 1.2 = 833.4 ( m )

十一、冲刷计算

1、一般冲刷计算:

按《公路工程水文勘测设计规范》中非粘性河床考虑一般冲刷有以下公式:

Q 2 0.9 B cg 0.66 h P = 1.04(A d -------) ( -------------------------) h cm Q c (1—λ

H z 1/2 0.15 A d =(----------)

H z 式中:

h P ---- 桥下一般冲刷后最大水深( m );

Q 2 ---- 桥下河槽部分通过的设计流量( m3/ s ) ;取155.8m 3/ s Q C ---- 河槽流量( m3/ s );取155.8 m3/ s B cg ---- 桥长范围内河槽宽度( m );取20 m B z ---- 造床流量下的河槽宽度( m );取20 m H z ---- 造床流量下的河槽平均水深( m );取2.0m

λ ---- 设计水位下,桥墩阻水总面积与过水面积的比值;取0.027 μ----- 桥墩水流侧向压缩系数;按规范取0.93 h cm ----- 河槽最大水深( m );取4.12m A d ----- 单宽流量集中系数;经计算取0.956

经计算得:

h P = 4.368 m

2、局部冲刷计算:

按《公路工程水文勘测设计规范》中非粘性河床考虑局部冲刷有以下公式: 0.6 0.15 V – Vo n 2 h b = K ξK η2 B 1 h p (---------------) V O

)μ

B z

0.0023 K η2 = ---------- + 0.375 d0.24

d 2.2

0.5

V O = 0.28(d + 0.7)

V ,o = 0.12(d + 0.5)0.55

V O 0.23+0.19lgd n 2 = (-------)

V

V d 0.1 Q 2 0.1 B c h cm 2/3 V = ---------(------) [-----------------------](------) V c 1.04 Q c μ(1—λ)B cg h c

式中:

h b ---- 桥墩局部冲刷深度深( m ); K ξ ---- 墩形系数;按规范取1.00 B 1 ----- 桥墩计算宽度( m );取1.1 m

h P ----- 桥下一般冲刷后最大水深( m );取4.12 m d ------ 河床泥沙平均粒径( mm );取5 mm K η2 ------ 河床颗粒影响系数;经计算取值0.552

V ------ 一般冲刷后墩前行近流速( m / s );经计算取值2.56 m / s V O ------ 河床泥沙起动流速( m / s );经计算取值0.668 m / s V ,o ------ 墩前泥沙起冲流速( m / s );经计算取值0.306 m / s n 2 ------- 指数 ;经计算取值0.287

V C ------ 河槽平均流速( m / s );取值3.5 m / s h c ------ 河槽平均水深( m );取值2 m 式中其余参数同“1”中取值 经计算得:

h b = 1.034 m

3、冲刷总深度:h = hb +(h P –h cm )= 1.192 m-

4.2 K75+350三岔河中桥水文计算

一、河流概述:

所也河,发源于边阳区兴隆乡老猫坡脚,经打讲村茅草坪伏流后于城关板庚村冲头出流,于所也乡金星村把炳福星桥注入濛江。河道长40公里,流域面积117.49平方公里,多年平均流量2.40立方米/秒,天然落差335米。三岔河为所也河其中的一段。

桥址位于板庚乡龙潭小学对面60m 处跨三岔河一支流,本桥址上游300m 左右处即为某一伏流的出口,下游650m 左右为三岔河的一个分岔。此段三岔河河段较顺直,上下游附近弯曲,断面较规整,水流较通畅,基本上无死水、斜流或回流现象。河底为沙砾和卵石组成,底坡较均匀,河中有稀疏水草及水生植物。两侧岸壁为土砂、岩石,略有杂草、小树,形状较整齐。 二、洪水调查

2006年9月2日,桥涵组在测量三岔河形态断面、桥轴断面的同时,也进行了桥位附近洪水位调查, 2004年发生了多年来的特大洪水,在桥位下游约1Km 处,D 比较线也跨此河,据附近田边一56岁男性村民介绍:2004年洪水最大水位到一田埂处,作为洪1,用水平仪测其高程为483.16m ;在桥位上游约60m 处,据一55岁男性村民介绍:2004年洪水最大水位曾比此处一座1—6m 板桥的桥面低2.4m 左右,作为洪2,用水平仪测其高程为488.55m 。

调查洪水位高程如下表:

得2004年洪水比降:

488.55 – 483.16

J = ------------------------- = 5.05‰ 1060 三、形态断面选取:

桥位处河岸整齐,河底平整,无汊流,河槽顺直、稳定,高、低水位时,流向一致,无明显冲刷坍塌现象,河床一岸为水田,另一岸为一等外路,可选作形态断面,取河槽糙率系数n = 0.025。 四、地区暴雨经验公式:

根据《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式:

Q p =0.131[C’×Sp]

1.143

×F

0.89

式中:C ’、Sp 为经验参数和指数;

C ’—洪峰径流系数(查表取值0.86); Sp —最大1小时设计雨量(查表取值98.2); F —流域面积(Km 2);

Q p —洪峰流量(m

3

/s)

大,根据本地区暴雨强度大的特点以及本桥位的特殊情况,本次采用据《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式算出的洪水流量,取为百年一遇设计流量1156.25 m3/s。 七、利用形态断面计算设计水位:

1、糙率选择:

如上所述,取河槽糙率系数n = 0.025。

2、假定水位H 时,由公式Q = W×V 及V = m R结果如下:

2/3

I 1/2计算流速、流量,计算

由计算知,当水位H = 494.45 m时,计算流量Q =1174.88 m3/s与设计流量Qs = 1156.25m3/s相差较少,故断面通过设计洪峰流量时,洪水位标高H =494.45 m时,最大水深9.27 m,主槽流速Vc = 11.29 m/s。

3、桥轴断面处设计水位、设计流速:

由于形态断面在桥轴断面附近,故桥轴断面处设计水位、设计流速同形态断面处设计水位、设计流速,即最大水深9.27 m,主槽流速Vc = 11.29m/s。

八、桥长计算:

1、基本数据:

桥位设计流量为:Q P = 1156.25 m3/s。 设计水位:Hs =494.45 m 设计流速:Vc = 11.29m/s 河槽宽度:Bc = 28 m

河槽流量为:Qc = 1156.25m3/s。 河槽过水面积为:Wc = 104.02 m2。

2、桥长计算:

按《公路工程水文勘测设计规范》按开阔、顺直微弯河段考虑,计算公式: Q P n Lj = K q (-------) B c Q c

式中:

Lj ---- 桥孔最小净长 ( m ) Q P ---- 设计流量 ( m3/ s ) Qc ---- 河槽流量 ( m3/ s ) Bc ---- 河槽宽度 (m)

K q 、n ----- 系数及指数,对于开阔、顺直微弯河段,K q = 0.84,n =0.90 故

Q P n

Lj = K q (-------) B c Q c

= 23.5 m

根据以上计算桥孔最小净长23.5 m,由于受地形控制,故采用3×16 m预应力砼空心板,下构采用直径1.1 m柱式墩。 九、桥前壅水及浪高:

1、桥前不计壅水高度

2、浪高计算:取波浪高度H 0 = 0.2 m 十、桥面设计高程计算:

按设计水位计算桥面最低高程,参照《公路工程水文勘测设计规范》有以下公式: H min = H s + △h + △hj + △ho

=494.45+ 0.2 + 0.5 + 1.1 = 496.2 ( m )

十一、冲刷计算

1、一般冲刷计算:

本桥一般冲刷根据交通部发布的《公路工程水文勘测设计规范》(JTG C30-2002)中7.3.2 粘性土河床的一般冲刷计算公式计算。

河槽部分:

h p= {[(Ad*Q2/μBcj)*(h cm/h cq)

5/3

]/[0.33*(1/IL)]}

5/8

式中:h p —桥下一般冲刷后的最大水深; Ad—单宽流量集中系数,取1.0~1.2;

IL —冲刷坑范围内粘性土液性指数,适用范围为0.16~1.19; μ—桥墩水流侧向压缩系数,应按表7.3.1-1确定;

Q2—桥下河槽部分通过的设计流量(m /s),当河槽能扩宽至全桥时取用Q p ;

B cj —河槽部分桥孔过水净宽(m ),当桥下河槽能扩宽至全桥时,即为全桥桥

3

孔过水净宽;

h cm —河槽最大水深;

h cq —桥下河槽平均水深(m );

结合调查、收集的资料以及查表可知:Ad=1.0 IL=0.4 μ=0.95 Q2=Q p=76.50 B cj=16

h cm=2.47 h cq =2.35

于是可得h p=3.40m,所以最到冲刷深度h =h p-h cm=0.93(m ) 2、局部冲刷计算:

本桥墩台局部冲刷根据交通部发布的《公路工程水文勘测设计规范》(JTG C30-2002)中7.4.2粘性土河床桥墩局部冲刷计算公式计算。

当h p/ B1≥2.5时, h b=0.83KξB1 当h p/ B1<2.5时, h b=0.55KξB1

0.6

IL

1.25

V (7.4.2-1)

1.0

0.6

h p

0.1

IL V (7.4.2-2)

式中:hb —桥墩局部冲刷深度;

K ξ—墩形系数,可按附录B 选用;

B1—桥墩计算宽度(m );

V —一般冲刷后墩前行近流速(m/s),按本规范7.4.4条规定计算;(V=

0.33 3/5

hp ) IL

根据以上桥下一般冲刷可知hp=3.40m,所以本次计算采用7.4.2-1计算。另外结合调查、收集的资料以及查表可知:K ξ=1.0 B1=1.0m IL=0.4 V=1.01

于是可得桥墩局部冲刷深度hb=0.27m。 3、冲刷总深度:h = hb +(h P –h cm )= 1.20 m-

4.3 K85+885下落脚河中桥水文计算

一、河流概述:

下落脚河为三岔河的一支流,水发源于上落脚河附近,水分别从八木、干田坳、交纳、干里、枫相坪、浪槽附近的山头分别汇入上落脚河、中落脚河、下落脚河,经下落脚河汇入三岔河。其汇水面积达60.01 Km2。

桥址位于林安村东面100m 左右处跨下落脚河,本桥址上游6Km 左右处即为上落脚河的源头,下游280m 左右为下落脚河与三岔河的交叉。此段下落脚河段顺直段距上弯道不远,上游附近几道急弯,桥址处断面尚规整,水流尚通畅,斜流或回流不甚明显。河底为砾石和卵石组成,底坡尚均匀,河中有稀疏水生植物。一侧岸壁为岩石,陡坡,形状尚整齐;另一侧岸壁为砂土、岩石,略有杂草、小树,形状较整齐。 二、洪水调查

2006年9月3日,桥涵组在测量下落脚河形态断面、桥轴断面的同时,也进行了桥位附近洪水位调查, 2004年发生了多年来的特大洪水,在桥位下游约200m 左右处,据附近田边一58岁男性村民介绍:2004年洪水最大水位到一田埂处,作为洪1,用水平仪测其高程为401.28m ;在桥位下游10m 左右处,据一55岁男性村民介绍:2004年洪水最大水位曾漫过此处一房子的台阶刚好漫到门口,作为洪2,用水平仪测其高程为402.04m 。 调查洪水位高程如下表:

得2004年洪水比降:

402.04 – 401.28

J = ------------------------- = 3.63‰ 210 三、形态断面选取:

桥位处河岸整齐,河底平整,无汊流,河槽顺直、稳定,高、低水位时,流向一致,无明显冲刷坍塌现象,河床一侧岸壁为岩石,陡坡,另一岸为水田,可选作形态断面,取河槽糙率系数n = 0.03。 四、地区暴雨经验公式:

根据《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式:

Q p =0.131[C’×Sp]1.143×F 0.89

式中:C ’、Sp 为经验参数和指数;

六、设计流量选取:

采用《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式计算三岔河百年一遇设计流量为798.0m 3/s, 采用形态断面法推求洪水流量为153.19m 3/s,两种方法计算结果相差较大,

根据本地区暴雨强度大的特点以及本桥位的特殊情况,本次采用据《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式算出的洪水流量,取为百年一遇设计流量798.0 m3/s。 七、利用形态断面计算设计水位:

1、糙率选择:

如上所述,取河槽糙率系数n = 0.03。

2、假定水位H 时,由公式Q = W×V 及V = m R结果如下:

2/3

I 1/2计算流速、流量,计算

由计算知,当水位H = 405.13 m时,计算流量Q =799.18 m3/s与设计流量Qs = 798.0m3/s相差较少,故断面通过设计洪峰流量时,洪水位标高H =405.13m时,最大水深5.39 m,主槽流速Vc =5.65 m/s。

3、桥轴断面处设计水位、设计流速:

由于形态断面在桥轴断面附近,故桥轴断面处设计水位、设计流速同形态断面处设计水位、设计流速,即最大水深5.39 m,主槽流速Vc = 5.65m/s。

八、桥长计算:

1、基本数据:

桥位设计流量为:Q P = 798.0 m3/s。 设计水位:Hs =405.13 m 设计流速:Vc = 5.65m/s 河槽宽度:Bc = 36.1 m 河槽流量为:Qc = 798.0m3/s。 河槽过水面积为:Wc = 141.52 m2。

2、桥长计算:

按《公路工程水文勘测设计规范》按开阔、顺直微弯河段考虑,计算公式: Q P n Lj = K q (-------) B c Q c

式中:

Lj ---- 桥孔最小净长 ( m ) Q P ---- 设计流量 ( m3/ s ) Qc ---- 河槽流量 ( m3/ s ) Bc ---- 河槽宽度 (m)

K q 、n ----- 系数及指数,对于开阔、顺直微弯河段,K q = 0.84,n =0.90 故

Q P n

Lj = K q (-------) B c Q c

= 30.3 m

根据以上计算桥孔最小净长30.3 m,由于受地形控制,故采用4×20 m预应力砼空心板,下构采用直径1.1 m柱式墩。 九、桥前壅水及浪高:

1、桥前不计壅水高度

2、浪高计算:取波浪高度H 0 = 0.2 m 十、桥面设计高程计算:

按设计水位计算桥面最低高程,参照《公路工程水文勘测设计规范》有以下公式: H min = H s + △h + △hj + △ho

=405.13+ 0.2 + 0.5 + 1.2 = 407.0 ( m )

十一、冲刷计算

1、一般冲刷计算:

按《公路工程水文勘测设计规范》中非粘性河床考虑一般冲刷有以下公式: Q 2 0.9 B cg 0.66

h P = 1.04(A d -------) ( -------------------------) h cm Q c (1—λ)μB z

H z 1/2 0.15 A d =(----------)

H z

式中:

h P ---- 桥下一般冲刷后最大水深( m );

Q 2 ---- 桥下河槽部分通过的设计流量( m3/ s ) ;取798.0m 3/ s Q C ---- 河槽流量( m3/ s );取798.0 m3/ s B cg ---- 桥长范围内河槽宽度( m );取36.1 m B z ---- 造床流量下的河槽宽度( m );取36.1 m H z ---- 造床流量下的河槽平均水深( m );取4.73m

λ ---- 设计水位下,桥墩阻水总面积与过水面积的比值;取0.095 μ----- 桥墩水流侧向压缩系数;按规范取0.93 h cm ----- 河槽最大水深( m );取5.39m A d ----- 单宽流量集中系数;经计算取0.89

经计算得:

h P =5.66 m

2、局部冲刷计算:

按《公路工程水文勘测设计规范》中非粘性河床考虑局部冲刷有以下公式: 0.6 0.15 -0.068 V – V,o n 2 h b = 0.46 Kξ B 1 h p d (---------------)

V O – V,o

h p 0.14 10+ hp 0.5

V O =(-------) (29d+6.05×10 –7 ---------)

d d 0.72

d 0.053 ,

V o =0.645(-------) V O

B 1

V O 9.35+2.23lgd

n 2 = (-------)

V

V = Ed0.167 h p 0.667

式中:

h b ---- 桥墩局部冲刷深度深( m ); K ξ ---- 墩形系数;按规范取1.00 B 1 ----- 桥墩计算宽度( m );取1.1 m

h P ----- 桥下一般冲刷后最大水深( m );取5.66 m d ------ 河床泥沙平均粒径( mm );取10 mm

V ------ 一般冲刷后墩前行近流速( m / s );经计算取值3.08 m / s V O ------ 河床泥沙起动流速( m / s );经计算取值1.28 m / s V ,o ------ 墩前泥沙起冲流速( m / s );经计算取值0.51 m / s n 2 ------- 指数 ;经计算取值0.00006 V C ------ 河槽平均流速( m / s );取值5.65 m / s h c ------ 河槽平均水深( m );取值4.73 m 式中其余参数同“1”中取值 经计算得:

h b =0.54 m

3、冲刷总深度:h = hb +(h P –h cm )= 0.81 m-

4.4 K95+810涟江大桥水文计算

一、河流概述:

濛江,发源于贵阳市花溪区党武乡对门寨附近。流经青岩镇、惠水县,进入县境边阳区罗沙、巴沙、董王和油闹乡的打告村油然附近与格凸河汇合,此段河道称为涟江。南流经交砚、冗翁、摆龙、木引、云里、罗里、罗化、逢亭、立亭、沟亭、所也、冗响、交广、凤亭、茂井、大亭乡,于班仁乡双江口注入红水河,此段河道称濛江。在县境内流程

129.5公里,流域面积1259.2平方公里,多年平均流量45~88.8~165立方米/秒,天然落差417米。主要支流有坝王河、格凸河、八茂河、所也河、沟亭河、布讲河、逢亭河、拱里河、云里河。

桥址位于所也河与涟江交汇处下游500m 左右处跨涟江,下游200m 左右可见涟江的河道明显被压缩。此段下落脚河段顺直段距上弯道不远,上游较顺直,江中可见急滩,桥位处正好有一急滩,水流被分为2段;桥位下游200m 左右处江道被明显压缩,形成落差大,水流湍急,水声音大。河床为大块石、大乱石及大孤石组成,床面不平整,底坡有凹凸状。两侧岸壁为石质砂夹乱石、风化页岩,崎岖不平整,上面生长着茂盛的杂草、树木。 二、洪水调查

2006年9月6日,桥涵组在测量涟江形态断面、桥轴断面的同时,也进行了桥位附近洪水位调查, 2004年发生了多年来的特大洪水,在桥位下游约150m 左右处,据附近田边一58岁男性村民介绍:2004年洪水最大水位此处一急滩的岩石堆上,作为洪1,用水平仪测其高程为352.28m ;在桥位上游10m 左右处,据一55岁男性村民介绍:2004年洪水最大水位可见岩壁上明显洪痕,作为洪2,用水平仪测其高程为352.8m 。 调查洪水位高程如下表:

得2004年洪水比降:

352.8 – 352.28

J = ------------------------- = 3.22‰ 160 三、形态断面选取:

桥位处河岸整齐,河底较平整,有汊流,河槽顺直、稳定,高、低水位时,流向一致,无明显冲刷坍塌现象,两侧岸壁为石质砂夹乱石、风化页岩,崎岖不平整,可选作形态断面,取河槽糙率系数n = 0.04。 四、地区暴雨经验公式:

根据《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式:

Q p =0.131[C’×Sp]1.143×F 0.89

式中:C ’、Sp 为经验参数和指数;

C ’—洪峰径流系数(查表取值0.86); Sp —最大1小时设计雨量(查表取值98.2);

六、设计流量选取:

采用《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式计算三岔河百年一遇设计流量为11980.4m 3/s, 采用形态断面法推求洪水流量为2371.81m 3/s,两种方法计算结果相差较大,根据本地区暴雨强度大的特点以及本桥位的特殊情况,本次采用据《贵州省暴

雨洪水计算手册》简化公式算出的洪水流量,取为百年一遇设计流量11980.4 m3/s。 七、利用形态断面计算设计水位:

1、糙率选择:

如上所述,取河槽糙率系数n = 0.04。

2、假定水位H 时,由公式Q = W×V 及V = m R结果如下:

2/3

I 1/2计算流速、流量,计算

由计算知,当水位H =359.08 m时,计算流量Q =11987.33 m3/s与设计流量Qs = 11994.96m3/s相差较少,故断面通过设计洪峰流量时,洪水位标高H =360.66m时,最大水深14.06 m,主槽流速Vc =7.67 m/s。

3、桥轴断面处设计水位、设计流速:

由于形态断面在桥轴断面附近,故桥轴断面处设计水位、设计流速同形态断面处设计水位、设计流速,即最大水深14.06 m,主槽流速Vc = 7.67m/s。

通过对桥位处涟江的常年洪痕测量,最高洪水位为352.8m ,设计水位比常年最高洪水位高6.28m ,其结果是可信的。但由于本桥桥位下游龙滩水站水位按400.0m 控制,所以本次涟江大桥设计水位取400m 。

八、桥面设计高程计算:

按设计水位计算桥面最低高程,参照罗甸县交通局、海事办的协议要求:涟江通航要求按照五级航道控制,通航水位按照400m 控制。参照《公路工程水文勘测设计规范》有以下公式:

H min = H s + △h + △hj + △ho

=400+ 0.2 +8 + 2.6 = 410.8 ( m )

4.5 K97+950打郎河大桥水文计算

一、河流概述:

打郎河,发源于打郎村,水分别从宋家坳、姚山、赖村附近的山头汇入打郎河,在布苏村附近于沟亭河交汇,一起汇入涟江。全长约18Km 。

桥址位于布苏村北2Km 左右处跨越打郎河一支流,下游180m 左右处汇入打郎河。此段打郎河河段不够顺直,桥址处断面尚规整,水流尚通畅,斜流或回流不甚明显。河底为砾石和卵石组成,底坡尚均匀,河中有稀疏水生植物。一侧岸壁为岩石,陡坡,形状尚整齐;另一侧岸壁为砂土、岩石,略有杂草、小树,形状较整齐。 二、洪水调查

2006年9月7日,桥涵组在测量打郎河形态断面、桥轴断面的同时,也进行了桥位附近洪水位调查, 2004年发生了多年来的特大洪水,在桥位下游约50m 左右处,据附近田边一58岁男性村民介绍:2004年洪水最大水位漫过此处一田埂上,作为洪1,用水平仪测其高程为377.05m ;在桥位上游50m 左右处,据一52岁女性村民介绍:2004年洪水最大水位漫过此处此处一田埂上,作为洪2,用水平仪测其高程为377.5m 。 调查洪水位高程如下表:

得2004年洪水比降:

377.5 – 377.05

J = ------------------------- = 4.5‰ 100 三、形态断面选取:

桥位处河岸整齐,河底较平整,无汊流,河槽顺直、稳定,高、低水位时,流向一致,无明显冲刷坍塌现象,一侧岸壁为岩石,陡坡,形状尚整齐;另一侧岸壁为砂土、岩石,略有杂草、小树,形状较整齐,可选作形态断面,取河槽糙率系数n = 0.03。 四、地区暴雨经验公式:

根据《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式:

Q p =0.131[C’×Sp]

1.143

×F

0.89

式中:C ’、Sp 为经验参数和指数;

C ’—洪峰径流系数(查表取值0.86);

Sp —最大1小时设计雨量(查表取值98.2); F —流域面积(Km 2); Q p —洪峰流量(m

3

/s)

2、确定设计流域特征F 、L 、J 及其他基础资料等:

(1)汇水面积F :桥位处控制流域面积2.5Km 2,主河道长L = 1 Km。洪水比降 J =4.5‰。 (2) 设计洪水频率 :P = 1 % 3、计算Q p

Q 1%=0.131×(0.86×98.2)

1.143

×2.50.89=47.2 m 3 /s

五、形态断面法校核:

根据现场调查桥位处洪水位高程为377.5m 。形态断面如下图所示: 根据桥位处形态断面计算该洪痕点的洪水流量如下表所式示:

六、设计流量选取:

采用《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式计算三岔河百年一遇设计流量为47.2m 3/s, 采用形态断面法推求洪水流量为32.48m 3/s,两种方法计算结果相差较大,根据本地区暴雨强度大的特点以及本桥位的特殊情况,本次采用据《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式算出的洪水流量,取为百年一遇设计流量47.2m 3/s。 七、利用形态断面计算设计水位:

1、糙率选择:

如上所述,取河槽糙率系数n = 0.03。

2、假定水位H 时,由公式Q = W×V 及V = m R结果如下:

2/3

I 1/2计算流速、流量,计算

由计算知,当水位H =378.1 m 时,计算流量Q =48.58 m 3/s与设计流量Qs = 47.2m3/s相差较少,故断面通过设计洪峰流量时,洪水位标高H =378.1m时,最大水深2.9 m,主槽流速Vc =3.1 m/s。

3、桥轴断面处设计水位、设计流速:

由于形态断面在桥轴断面附近,故桥轴断面处设计水位、设计流速同形态断面处设计水位、设计流速,即最大水深2.9m ,主槽流速Vc = 3.1m/s。

通过对桥位处打郎河的常年洪痕测量,最高洪水位为377.5m ,设计水位比常年最高洪水位高0.6m ,其结果是可信的。但由于本桥桥位下游涟江大桥水位按400.0m 控制,所以本次打郎河设计水位取400m 。

八、桥面设计高程计算:

按设计水位计算桥面最低高程,参照罗甸县交通局、海事办的协议要求:打郎河无通航要求,通航水位按照400m 控制。参照《公路工程水文勘测设计规范》有以下公式:

H min = H s + △h + △hj + △ho

=400+ 0.2 + 0.2+2.1= 402.5( m )

4.6 K100+910沟亭河大桥水文计算

一、河流概述:

沟亭河,发源于罗捆区平艾乡上绕村,经罗捆于沟亭乡边外河口注入濛江。河道长10.67公里,流域面积72.67平方公里,多年平均流量2.30立方米/秒,天然落差360米。 桥址位于布苏村西500m 左右处跨越沟亭河,下游600m 左右处与打郎河交汇成一段河道注入涟江。此段沟亭河河段不够顺直,桥址处断面尚规整,水流尚通畅,斜流或回流不甚明显。河底为砾石和卵石组成,底坡尚均匀,河中有稀疏水生植物。一侧岸壁为岩石,陡坡,形状尚整齐;另一侧岸壁为砂土、岩石,略有杂草、小树,形状较整齐。 二、洪水调查

2006年9月7日,桥涵组在测量沟亭河形态断面、桥轴断面的同时,也进行了桥位附近洪水位调查, 2004年发生了多年来的特大洪水,在桥位下游约160m 左右处,据附近田边一54岁男性村民介绍:2004年洪水最大水位漫过此处一田埂上,作为洪1,用水平仪测其高程为380.17m ;在桥位上游100m 左右处,据一52岁女性村民介绍:2004年洪水最大水位漫过此处一房子的台阶,作为洪2,用水平仪测其高程为381.5m 。 调查洪水位高程如下表:

得2004年洪水比降:

381.5 – 380.17

J = ------------------------- = 5.11‰ 260 三、形态断面选取:

桥位处河岸整齐,河底较平整,无汊流,河槽顺直、稳定,高、低水位时,流向一致,无明显冲刷坍塌现象,一侧岸壁为岩石,陡坡,形状尚整齐;另一侧岸壁为砂土、岩石,略有杂草、小树,形状较整齐,可选作形态断面,取河槽糙率系数n = 0.03。 四、地区暴雨经验公式:

根据《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式:

Q p =0.131[C’×Sp]1.143×F 0.89

式中:C ’、Sp 为经验参数和指数;

C ’—洪峰径流系数(查表取值0.86); Sp —最大1小时设计雨量(查表取值98.2); F —流域面积(Km );

2

Q p —洪峰流量(m

3

/s)

2、确定设计流域特征F 、L 、J 及其他基础资料等:

(1)汇水面积F :桥位处控制流域面积72.67Km 2,主河道长L = 10.67 Km 。洪水比

采用《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式计算三岔河百年一遇设计流量为946.2m 3/s, 采用形态断面法推求洪水流量为574.47m 3/s,两种方法计算结果相差较大,根据本地区暴雨强度大的特点以及本桥位的特殊情况,本次采用据《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式算出的洪水流量,取为百年一遇设计流量946.2m 3/s。 七、利用形态断面计算设计水位:

1、糙率选择:

如上所述,取河槽糙率系数n = 0.03。

2、假定水位H 时,由公式Q = W×V 及V = m R结果如下:

2/3

I 1/2计算流速、流量,计算

由计算知,当水位H =382.68 m时,计算流量Q =1019.27 m3/s与设计流量Qs = 946.2m3/s相差较少,故断面通过设计洪峰流量时,洪水位标高H =382.68m时,最大水深6.45 m,主槽流速Vc =4.66 m/s。

3、桥轴断面处设计水位、设计流速:

由于形态断面在桥轴断面附近,故桥轴断面处设计水位、设计流速同形态断面处设计水位、设计流速,即最大水深6.45m ,主槽流速Vc = 4.66m/s。

通过对桥位处沟亭河的常年洪痕测量,最高洪水位为381.5m ,设计水位比常年最高洪水位高1.18m ,其结果是可信的。但由于本桥桥位下游涟江大桥水位按400.0m 控制,所以本次沟亭河设计水位取400m 。

八、桥面设计高程计算:

按设计水位计算桥面最低高程,参照罗甸县交通局、海事办的协议要求:沟亭河无通航要求,通航水位按照400m 控制。参照《公路工程水文勘测设计规范》有以下公式:

H min = H s + △h + △hj + △ho

=400+ 0.2 +2.1= 406.8 ( m )

4.7 DK75+200三岔河2号中桥水文计算

一、河流概述:

所也河,发源于边阳区兴隆乡老猫坡脚,经打讲村茅草坪伏流后于城关板庚村冲头出流,于所也乡金星村把炳福星桥注入濛江。河道长40公里,流域面积117.49平方公里,多年平均流量2.40立方米/秒,天然落差335米。三岔河为所也河其中的一段。

桥址位于K75+300下游800m 左右处跨三岔河一支流,本桥址上游150m 左右处即为一支流与三岔河交叉的岔口。此段三岔河河段较顺直,上下游附近弯曲,断面较规整,水流较通畅,基本上无死水、斜流或回流现象。河底为沙砾和卵石组成,底坡较均匀,河中有稀疏水草及水生植物。两侧岸壁为土砂、岩石,略有杂草、小树,形状较整齐。 二、洪水调查

2006年9月10日,桥涵组在测量三岔河形态断面、桥轴断面的同时,也进行了桥位附近洪水位调查, 2004年发生了多年来的特大洪水,据附近田边一56岁男性村民介绍:2004年洪水最大水位到一田埂处,作为洪1,用水平仪测其高程为483.16m ;在桥位上游约1.6Km 处,据一55岁男性村民介绍:2004年洪水最大水位曾比此处一座1—6m 板桥的桥面低2.4m 左右,作为洪2,用水平仪测其高程为488.55m 。 调查洪水位高程如下表:

得2004年洪水比降:

488.55 – 483.16

J = ------------------------- = 5.1‰ 1060 三、形态断面选取:

桥位处河岸整齐,河底平整,无汊流,河槽顺直、稳定,高、低水位时,流向一致,无明显冲刷坍塌现象,河床一岸为水田,另一岸为一等外路,可选作形态断面,取河槽糙率系数n = 0.025。 四、地区暴雨经验公式:

根据《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式:

Q p =0.131[C’×Sp]1.143×F 0.89

式中:C ’、Sp 为经验参数和指数;

C ’—洪峰径流系数(查表取值0.86); Sp —最大1小时设计雨量(查表取值98.2); F —流域面积(Km 2);

大,根据本地区暴雨强度大的特点以及本桥位的特殊情况,本次采用据《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式算出的洪水流量,取为百年一遇设计流量1156.3 m3/s。 七、利用形态断面计算设计水位:

1、糙率选择:

如上所述,取河槽糙率系数n = 0.025。

2、假定水位H 时,由公式Q = W×V 及V = m R结果如下:

2/3

I 1/2计算流速、流量,计算

由计算知,当水位H = 485.36 m时,计算流量Q =1161.97m3/s与设计流量Qs = 1156.3m3/s相差较少,故断面通过设计洪峰流量时,洪水位标高H =485.36 m 时,最大水深5.7 m,主槽流速Vc = 7.1 m/s。

3、桥轴断面处设计水位、设计流速:

由于形态断面在桥轴断面附近,故桥轴断面处设计水位、设计流速同形态断面处设计水位、设计流速,即最大水深5.7 m,主槽流速Vc = 7.1m/s。

八、桥长计算:

1、基本数据:

桥位设计流量为:Q P = 1161.97 m3/s。 设计水位:Hs =485.36 m 设计流速:Vc =7.1m/s 河槽宽度:Bc = 20 m

河槽流量为:Qc = 1161.97m3/s。 河槽过水面积为:Wc = 163.76 m2。

2、桥长计算:

按《公路工程水文勘测设计规范》按开阔、顺直微弯河段考虑,计算公式: Q P n Lj = K q (-------) B c

Q c

式中:

Lj ---- 桥孔最小净长 ( m ) Q P ---- 设计流量 ( m3/ s ) Qc ---- 河槽流量 ( m3/ s ) Bc ---- 河槽宽度 (m)

K q 、n ----- 系数及指数,对于开阔、顺直微弯河段,K q = 0.84,n =0.90 故

Q P n

Lj = K q (-------) B c Q c

= 16.8 m

根据以上计算桥孔最小净长16.8m ,由于受地形控制,故采用3×16 m预应力砼空心板,下构采用直径1.1 m柱式墩。 九、桥前壅水及浪高:

1、桥前不计壅水高度

2、浪高计算:取波浪高度H 0 = 0.2 m 十、桥面设计高程计算:

按设计水位计算桥面最低高程,参照《公路工程水文勘测设计规范》有以下公式: H min = H s + △h + △hj + △ho

=485.36+ 0.2 + 0.6 + 1.1 = 487.1 ( m )

十一、冲刷计算

1、一般冲刷计算:

本桥一般冲刷根据交通部发布的《公路工程水文勘测设计规范》(JTG C30-2002)中7.3.2 粘性土河床的一般冲刷计算公式计算。

河槽部分:

5/3

h p= {[(Ad*Q2/μBcj)*(h cm/h cq)

]/[0.33*(1/IL)]}

5/8

式中:h p —桥下一般冲刷后的最大水深; Ad—单宽流量集中系数,取1.0~1.2;

IL —冲刷坑范围内粘性土液性指数,适用范围为0.16~1.19; μ—桥墩水流侧向压缩系数,应按表7.3.1-1确定;

Q2—桥下河槽部分通过的设计流量(m 3/s),当河槽能扩宽至全桥时取用Q p ;

B cj —河槽部分桥孔过水净宽(m ),当桥下河槽能扩宽至全桥时,即为全桥桥

孔过水净宽;

h cm —河槽最大水深;

h cq —桥下河槽平均水深(m );

结合调查、收集的资料以及查表可知:Ad=1.0 IL=0.4 μ=0.95 Q2=Q p=1161.97

B cj=16.8

h cm=5.7 h cq =3.85

于是可得h p=6.45m,所以最到冲刷深度h =h p-h cm=0.75(m ) 2、局部冲刷计算:

本桥墩台局部冲刷根据交通部发布的《公路工程水文勘测设计规范》(JTG C30-2002)中7.4.2粘性土河床桥墩局部冲刷计算公式计算。

当h p/ B1≥2.5时, h b=0.83KξB1 当h p/ B1<2.5时, h b=0.55KξB1

0.6

IL

1.25

V (7.4.2-1)

1.0

0.6

h p

0.1

IL V (7.4.2-2)

式中:hb —桥墩局部冲刷深度;

K ξ—墩形系数,可按附录B 选用;

B1—桥墩计算宽度(m );

V —一般冲刷后墩前行近流速(m/s),按本规范7.4.4条规定计算;(V=

0.33 3/5

hp ) IL

根据以上桥下一般冲刷可知hp=6.45m,所以本次计算采用7.4.2-1计算。另外结合调查、收集的资料以及查表可知:K ξ=1.0 B1=1.0m IL=0.4 V=1.01

于是可得桥墩局部冲刷深度hb=0.542m。 3、冲刷总深度:h = hb +(hP –hcm )= 1.292 m-

4.8 DK75+200三岔河1号中桥水文计算

一、河流概述:

所也河,发源于边阳区兴隆乡老猫坡脚,经打讲村茅草坪伏流后于城关板庚村冲头出流,于所也乡金星村把炳福星桥注入濛江。河道长40公里,流域面积117.49平方公里,多年平均流量2.40立方米/秒,天然落差335米。三岔河为所也河其中的一段。

桥址位于K75+300下游800m 左右处跨三岔河一支流,本桥址上游150m 左右处即为一支流与三岔河交叉的岔口。此段三岔河河段较顺直,上下游附近弯曲,断面较规整,水流较通畅,基本上无死水、斜流或回流现象。河底为沙砾和卵石组成,底坡较均匀,河中有稀疏水草及水生植物。两侧岸壁为土砂、岩石,略有杂草、小树,形状较整齐。 二、洪水调查

2006年9月10日,桥涵组在测量三岔河形态断面、桥轴断面的同时,也进行了桥位附近洪水位调查,2004年发生了多年来的特大洪水,据附近田边一56岁男性村民介绍:2004年洪水最大水位曾比此处下游100左右处的一座1—12m 拱桥的桥面低2.4m 左右,作为洪1,用水平仪测其高程为487.01m ;在桥位上游约50m 处,据一55岁男性村民介绍:2004年洪水最大水位到一田埂处,作为洪2,用水平仪测其高程为487.76m 。 调查洪水位高程如下表:

得2004年洪水比降:

487.76 – 487.01

J = ------------------------- = 4.98‰ 150 三、形态断面选取:

桥位处河岸整齐,河底平整,无汊流,河槽顺直、稳定,高、低水位时,流向一致,无明显冲刷坍塌现象,河床一岸为水田,另一岸为一等外路,可选作形态断面,取河槽糙率系数n = 0.025。 四、地区暴雨经验公式:

根据《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式:

Q p =0.131[C’×Sp]1.143×F 0.89

式中:C ’、Sp 为经验参数和指数;

C ’—洪峰径流系数(查表取值0.86); Sp —最大1小时设计雨量(查表取值98.2); F —流域面积(Km );

2

Q p —洪峰流量(m

3

/s)

2、确定设计流域特征F 、L 、J 及其他基础资料等:

(1)汇水面积F :桥位处控制流域面积77.5Km 2,主河道长L = 9.7 Km。洪水比降J =

4.98‰。

(2) 设计洪水频率 :P = 1 % 3、计算Q p

Q 1%=0.131×(0.86×98.2)

1.143

×77.50.89=1002.0 m 3 /s

由计算知,当水位H = 491.88 m时,计算流量Q =1016.92m3/s与设计流量Qs = 1002.0m3/s相差较少,故断面通过设计洪峰流量时,洪水位标高H =491.88 m 时,最大水深7.67 m,主槽流速Vc =9.47 m/s。

3、桥轴断面处设计水位、设计流速:

由于形态断面在桥轴断面附近,故桥轴断面处设计水位、设计流速同形态断面处设计水位、设计流速,即最大水深7.67 m,主槽流速Vc = 9.47m/s。

三岔河1号中桥设计水位计算表

由上表可知,当水位为491.88m 时,河流流量与设计流量相当,故三岔河1号中桥1/100设计水位为491.88m 。

通过对桥位处河流的常年洪痕测量,最高洪水位为488.01m ,设计水位比常年最高洪水位高3.87m ,其结果是可信的。

4.9:CK67+093打讲小桥

一、河流概述:

打讲村小河,发源于边阳区兴隆乡兴隆小学后面的山下,且可见一泉眼不停的往外冒

水,由于泉眼被附近村民用石头堵住,因此水流并不大,沿线山头的水基本上都汇入该小河,打讲村小河在布旗寨附近汇入所也河。

桥址位于打讲村东面100m 左右处跨打讲村小河,此段打讲村小河河段较顺直,上下游附近弯曲,断面较规整,水流较通畅,基本上无死水、斜流或回流现象。河底为沙砾和卵石组成,底坡较均匀,河中有稀疏水草及水生植物。两侧岸壁为土砂,略有杂草、小树,形状较整齐。 二、洪水调查

2006年9月9日,桥涵组在测量打讲村小河形态断面、桥轴断面的同时,也进行了桥位附近洪水位调查,2004年发生了多年来的特大洪水,据附近田边一65岁女性村民(王草兰)介绍:2004年洪水最大水位平该处CK67+110高程作为洪2,用水平仪测其高程为556.3m ;5~6年前发生内涝,水位漫过他们家的房子台阶测得558.65m 。在桥位下游约100m 处,据一55岁男性村民介绍:2004年洪水最大水位曾比此处一拱桥低1.5m 左右,作为洪1,用水平仪测其高程为555.8m 。 调查洪水位高程如下表:

得2004年洪水比降:

556.3 – 555.8

J = ------------------------- = 4.98‰ 100 三、形态断面选取:

桥位处河岸整齐,河底平整,无汊流,河槽顺直、稳定,高、低水位时,流向一致,无明显冲刷坍塌现象,河床两岸均为水田,可选作形态断面,取河槽糙率系数n = 0.03

打讲小桥设计水位计算表

由上表可知,当水位为557.15m 时,河流流量与设计流量相当,故打讲小桥1/100设计水位为557.15m 。

通过对桥位处河流常年洪痕的调查与测量, 得知洪水位为556.3m ,另外由于本桥下

游河流泄水不畅通,以致此处内涝水位曾达到过558.65m ,但本内涝水位可能超过百年一遇。故打讲小桥设计水位取以上计算所得的557.15m 为本桥的设计水位。

比较线其他桥梁:

1、A 比较线AK53+617.5边阳中桥设计水位参照K53+617.5边阳中桥所计算出的设计水位。

2、G 比较线GK85+885下落脚河中桥设计水位参照K85+885下落脚河中桥所计算出的设计水位。

3、J 比较线JK75+350三岔河中桥设计水位参照K75+350三岔河中桥所计算出的设计水位。

4、M 比较线MK85+885下落脚河中桥设计水位参照K85+885下落脚河中桥所计算出的设计水位。

贵州省惠水县三都至罗甸县羊里公路改扩建工程

桥涵水文计算

1 桥涵设计标准的v 采用情况

设计洪水频率:大、中桥采用1/100 , 小桥及涵洞均采用1/50; 设 计 荷 载:公路—Ⅰ级

桥 面 宽 度:大中桥:K52+200~ K75+380:(0.5+净—9+0.5)m K75+380~K102+600:(0.5+净—7.5+0.5)m 小 桥 涵宽度:与路基同宽。

地震基本烈度:路线所属地区地震动反应谱特征周期为0.35s ,地

震动峰值加速度小于0.05g 。地震烈度Ⅵ。

2 沿线桥梁、涵洞分布情况

沿线桥梁、涵洞的分布情况见表6-1,本合同段K 线路线长度51.4Km ,共设大、中、小桥梁15座,合计长1928.8m ,占路线总长度的 3.75%。其中大桥7座,长1447.48 m; 中桥7座,长460.28m ;小桥1座,长21.04 m。设涵洞211道,平均过水构造物每公里4.377处。

3 沿线水系及水文概况

3.1 水系

路线所经过地区均在罗甸县境内,罗甸全县河流均属珠江红水水系。路线所经地区均属本水系中的濛江河干支流。

濛江河干支流 濛江,发源于贵阳市花溪区党武乡对门寨附近。流经青岩镇、惠水县,进入县境边阳区罗沙、巴沙、董王和油闹乡的打告村油然附近与格凸河汇合,此段河道称为涟江。南流经交砚、冗翁、摆龙、木引、云里、罗里、罗化、逢亭、立亭、沟亭、所也、冗响、交广、凤亭、茂井、大亭乡,于班仁乡双江口注入红水河,此段河道称濛江。在县境内流程129.5公里,流域面积1259.2平方公里,多年平均流量45~88.8~165立方米/秒,天然落差417米。主要支流有坝王河、格凸河、八茂河、所也河、沟亭河、布讲河、逢亭河、拱里河、云里河。

坝王河干支流 坝王河,发源于贵阳市花溪区批摆附近,流经惠水县摆金、平塘县克度区塘边乡河边寨伏流后于县境沫阳区董当乡大井村小井出流,经沫阳乡、龙坪镇,于八茂区茂井乡八达村蚂蚁寨注入濛江。县境内河道长44公里,流域面积789.7平方公里,多年平均流量7.41~63.6立方米/秒,天然落差137米。主要支流有干里河、纳羊河、仿里河、边阳河。

按路线前进方向,沿线所经主要河流为边阳河、布讲河、三叉河、所也河、涟江、打郎河、沟亭河等。

边阳河,发源于边阳区巴沙乡巴沙村大坡,经边阳镇、栗木乡栗木村播团南部落水洞伏流。河道长18.8公里,流域面积91.03平方公里,多年平均流量1.50立方米/秒,天然落差95米。

布讲河,发源于城关区板庚乡园林村上高坡,于立亭乡顶访村注入濛江。河道长11公里,流域面积23.01平方公里,多年平均流量0.49立方米/秒,天然落差189米。

所也河,发源于边阳区兴隆乡老猫坡脚,经打讲村茅草坪伏流后于城关板庚村冲头出流,于所也乡金星村把炳福星桥注入濛江。河道长40公里,流域面积117.49平方公里,多年平均流量2.40立方米/秒,天然落差335米。

沟亭河,发源于罗捆区平艾乡上绕村,经罗捆于沟亭乡边外河口注入濛江。河道长10.67公里,流域面积72.67平方公里,多年平均流量2.30立方米/秒,天然落差360米。

沿线水电站、水库等水利设施较多,对河流有不同程度的调洪作用。

3.2 水文

降水:据资料统计路线所经区域多年平均降水为1150.1mm ,年最大降水量1623.4mm (1976年),年最小降水781.2mm(1960年) ,年内降水分布不均,全年降水主要集中在夏季,占全年降水量的68%,雨季多集中在7份,平均降雨量为183mm 。

地表径流:据资料统计路线所经区域多年平均径流深度530~620mm 之间,多年平均径流系数0.37~0.42 。径流深度的分布趋势与降水量的分布趋势基本一致,面平均径流量为576mm ,面平均系数为0.38。径流量年内分布不均集中在5~8月,占全年径流量的67.09%。

通航:根据罗甸县交通局、海事办回文,全线所经河流除涟江为Ⅴ级航道、沟亭河为等外级,其它均无通航要求。

在本次外业勘测阶段,项目组对沿线河流、沟渠的分布情况及其水文特征进行了实地调查,其中重点调查了三岔河、下落脚河、涟江、沟亭河等河流的河床形态、岸壁及植被情况、河岸及滩槽的稳定程度、水流情况等,收集了红屯水库、中暮水库及边阳水库的相关资料和贵州省罗甸县地方志编纂委员会所编辑的《罗甸县志》。在此基础之上,完成了全线桥梁断面测量、涵洞所跨越沟渠的丈量、调查的历史洪水位高程的测量。

4 水文分析

本项目所经河流无水文观测站,基本无水文观测资料。根据《公路工程水文勘测设计规范》(JTGC30-2002)中的有关内容,结合调查、收集的资料,本次计算主要采用勾绘汇水面积采用贵州省暴雨洪水计算简化公式法设计流量。再根据现场调查的洪痕点和实测的形态断面,采用形态断面法计算相应流量,比较计算结果和现场调查资料选取可信的设计流量和设计水位,根据设计流量和河床断面计算桥长,再根据计算桥长选取桥型和跨径,根据设计水位等计算最小桥面高以及计算桥下一般冲刷和墩台局部冲刷。全线小桥涵的汇水面积均小于30Km 2,设计流量的计算采用径流简化公式法。大中小桥的水文计算成果见表1

本合同段水文计算成果表 表1

4.1 K53+617.5边阳中桥水文计算

一、河流概述:

边阳河,发源于边阳区巴沙乡巴沙村大坡,经边阳镇、栗木乡栗木村播团南部落水洞伏流。河道长18.8公里,流域面积91.03平方公里,多年平均流量1.50立方米/秒,天然落差95米。

桥址位于边阳镇把摆村和野猫冲之间的水田里,下游6.8Km 处即为栗木乡栗木村播团南部落水洞伏流入口,上游3.0Km 为边阳水库,河道已经人工渠化,成为边阳水库的泻洪道。桥址上游控制流域面积76.5Km 2,河道长度12Km, 但桥位处大部分流域面积被边阳水库控制,水库以下流域面积较小。由于人工渠化,岸线稳定,变形速度缓慢,河岸为抗冲刷较强的浆砌片石,河岸整齐,无汊流,河槽顺直,断面呈U 型。 二、洪水调查

2006年8月28日,桥涵组在测量边阳河形态断面、桥轴断面的同时,也进行了桥位附近洪水位调查, 2004年发生了多年来的特大洪水,在桥位下游约40m 处据一53岁女性村民介绍:2004年洪水最大水位曾漫过此处一座1—10m 板桥的桥面10cm 左右,作为洪1,用水平仪测其高程为831.11m ;在桥位上游约1km 处,N 比较线也跨此渠,据附近田边一56岁男性村民介绍:2004年洪水最大水位到一田埂处,作为洪2,用水平仪测其高程为832.11m 。

调查洪水位高程如下表:

得2004年洪水比降:

832.21 – 831.11

J = ------------------------- = 1.06‰ 1040

三、形态断面选取:

桥位处河岸整齐,河底平整,无汊流,河槽顺直、稳定,高、低水位时,流向一致,无明显冲刷坍塌现象,河床两岸为水田,可选作形态断面,取河槽渠道糙率系数n = 0.014。 四、地区暴雨经验公式

根据《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式:

Q p =0.131[C’×Sp]

1.143

×F

0.89

式中:C ’、Sp 为经验参数和指数;

C ’—洪峰径流系数(查表取值0.86); Sp —最大1小时设计雨量(查表取值98.2); F —流域面积(Km 2); Q p —洪峰流量(m

3

/s)

2、确定设计流域特征F 、L 、J 及其他基础资料等:

(1)汇水面积F :桥位处控制流域面积76.5Km 2,主河道长L = 12 Km。洪水比降J =

2.02‰。

(2) 设计洪水频率 :P = 1 % 3、计算Q p

六、设计流量选取:

采用《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式计算边阳河百年一遇设计流量为990.5m 3/s, 采用形态断面法推求洪水流量为115.51m 3/s,两种方法计算结果相差较大,根据本地区暴雨强度大的特点以及本桥位的特殊情况(根据现场调查在边阳水库和河道渠化前,河流两侧水田年年被淹,而经过水利部门整修后两侧水田基本没有被淹过),由于上游边阳水库的调节作用,形态断面法计算的洪水流量与边阳水库的泄洪流量155.8 m3/s基本吻合,因此本次采用实际调查洪水流量,取百年一遇设计流量155.8 m 3/s。

七、利用形态断面计算设计水位:

1、糙率选择:

如上所述,取河槽糙率系数n = 0.014。

2、假定水位H 时,由公式Q = W×V 及V = m R结果如下:

2/3

I 1/2计算流速、流量,计算

由计算知,当水位H = 831.5 m 时,计算流量Q =158.29 m 3/s与设计流量Qs = 155.8m3/s相差较少,故断面通过设计洪峰流量时,洪水位标高H =831.5 m 时,最大水深4.12 m,主槽流速Vc = 3.5 m/s。

3、桥轴断面处设计水位、设计流速:

由于形态断面在桥轴断面附近,故桥轴断面处设计水位、设计流速同形态断面处设计水位、设计流速,即最大水深4.12 m,主槽流速Vc = 3.5m/s。

八、桥长计算:

1、基本数据:

桥位设计流量为:Q P = 155.8 m3/s。

设计水位:Hs = 831.5 m 设计流速:Vc = 3.5 m/s 河槽宽度:Bc = 20 m

河槽流量为:Qc = 155.8m3/s。 河槽过水面积为:Wc = 45.28 m2。

2、桥长计算:

按《公路工程水文勘测设计规范》按开阔、顺直微弯河段考虑,计算公式: Q P n Lj = K q (-------) B c Q c

式中:

Lj ---- 桥孔最小净长 ( m ) Q P ---- 设计流量 ( m3/ s ) Qc ---- 河槽流量 ( m3/ s ) Bc ---- 河槽宽度 (m)

K q 、n ----- 系数及指数,对于开阔、顺直微弯河段,K q = 0.84,n =0.90 故

Q P n

Lj = K q (-------) B c Q c

= 23.0 m

根据以上计算桥孔最小净长23.3 m,边阳中桥与河道斜交较小达到150°,故采用3×20 m预应力砼空心板,斜桥正做,下构采用直径1.1 m柱式墩。 九、桥前壅水及浪高:

1、桥前不计壅水高度

2、浪高计算:取波浪高度H 0 = 0.2 m 十、桥面设计高程计算:

按设计水位计算桥面最低高程,参照《公路工程水文勘测设计规范》有以下公式: H min = H s + △h + △ho + △hj

= 831.5+ 0.2 + 0.5 + 1.2 = 833.4 ( m )

十一、冲刷计算

1、一般冲刷计算:

按《公路工程水文勘测设计规范》中非粘性河床考虑一般冲刷有以下公式:

Q 2 0.9 B cg 0.66 h P = 1.04(A d -------) ( -------------------------) h cm Q c (1—λ

H z 1/2 0.15 A d =(----------)

H z 式中:

h P ---- 桥下一般冲刷后最大水深( m );

Q 2 ---- 桥下河槽部分通过的设计流量( m3/ s ) ;取155.8m 3/ s Q C ---- 河槽流量( m3/ s );取155.8 m3/ s B cg ---- 桥长范围内河槽宽度( m );取20 m B z ---- 造床流量下的河槽宽度( m );取20 m H z ---- 造床流量下的河槽平均水深( m );取2.0m

λ ---- 设计水位下,桥墩阻水总面积与过水面积的比值;取0.027 μ----- 桥墩水流侧向压缩系数;按规范取0.93 h cm ----- 河槽最大水深( m );取4.12m A d ----- 单宽流量集中系数;经计算取0.956

经计算得:

h P = 4.368 m

2、局部冲刷计算:

按《公路工程水文勘测设计规范》中非粘性河床考虑局部冲刷有以下公式: 0.6 0.15 V – Vo n 2 h b = K ξK η2 B 1 h p (---------------) V O

)μ

B z

0.0023 K η2 = ---------- + 0.375 d0.24

d 2.2

0.5

V O = 0.28(d + 0.7)

V ,o = 0.12(d + 0.5)0.55

V O 0.23+0.19lgd n 2 = (-------)

V

V d 0.1 Q 2 0.1 B c h cm 2/3 V = ---------(------) [-----------------------](------) V c 1.04 Q c μ(1—λ)B cg h c

式中:

h b ---- 桥墩局部冲刷深度深( m ); K ξ ---- 墩形系数;按规范取1.00 B 1 ----- 桥墩计算宽度( m );取1.1 m

h P ----- 桥下一般冲刷后最大水深( m );取4.12 m d ------ 河床泥沙平均粒径( mm );取5 mm K η2 ------ 河床颗粒影响系数;经计算取值0.552

V ------ 一般冲刷后墩前行近流速( m / s );经计算取值2.56 m / s V O ------ 河床泥沙起动流速( m / s );经计算取值0.668 m / s V ,o ------ 墩前泥沙起冲流速( m / s );经计算取值0.306 m / s n 2 ------- 指数 ;经计算取值0.287

V C ------ 河槽平均流速( m / s );取值3.5 m / s h c ------ 河槽平均水深( m );取值2 m 式中其余参数同“1”中取值 经计算得:

h b = 1.034 m

3、冲刷总深度:h = hb +(h P –h cm )= 1.192 m-

4.2 K75+350三岔河中桥水文计算

一、河流概述:

所也河,发源于边阳区兴隆乡老猫坡脚,经打讲村茅草坪伏流后于城关板庚村冲头出流,于所也乡金星村把炳福星桥注入濛江。河道长40公里,流域面积117.49平方公里,多年平均流量2.40立方米/秒,天然落差335米。三岔河为所也河其中的一段。

桥址位于板庚乡龙潭小学对面60m 处跨三岔河一支流,本桥址上游300m 左右处即为某一伏流的出口,下游650m 左右为三岔河的一个分岔。此段三岔河河段较顺直,上下游附近弯曲,断面较规整,水流较通畅,基本上无死水、斜流或回流现象。河底为沙砾和卵石组成,底坡较均匀,河中有稀疏水草及水生植物。两侧岸壁为土砂、岩石,略有杂草、小树,形状较整齐。 二、洪水调查

2006年9月2日,桥涵组在测量三岔河形态断面、桥轴断面的同时,也进行了桥位附近洪水位调查, 2004年发生了多年来的特大洪水,在桥位下游约1Km 处,D 比较线也跨此河,据附近田边一56岁男性村民介绍:2004年洪水最大水位到一田埂处,作为洪1,用水平仪测其高程为483.16m ;在桥位上游约60m 处,据一55岁男性村民介绍:2004年洪水最大水位曾比此处一座1—6m 板桥的桥面低2.4m 左右,作为洪2,用水平仪测其高程为488.55m 。

调查洪水位高程如下表:

得2004年洪水比降:

488.55 – 483.16

J = ------------------------- = 5.05‰ 1060 三、形态断面选取:

桥位处河岸整齐,河底平整,无汊流,河槽顺直、稳定,高、低水位时,流向一致,无明显冲刷坍塌现象,河床一岸为水田,另一岸为一等外路,可选作形态断面,取河槽糙率系数n = 0.025。 四、地区暴雨经验公式:

根据《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式:

Q p =0.131[C’×Sp]

1.143

×F

0.89

式中:C ’、Sp 为经验参数和指数;

C ’—洪峰径流系数(查表取值0.86); Sp —最大1小时设计雨量(查表取值98.2); F —流域面积(Km 2);

Q p —洪峰流量(m

3

/s)

大,根据本地区暴雨强度大的特点以及本桥位的特殊情况,本次采用据《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式算出的洪水流量,取为百年一遇设计流量1156.25 m3/s。 七、利用形态断面计算设计水位:

1、糙率选择:

如上所述,取河槽糙率系数n = 0.025。

2、假定水位H 时,由公式Q = W×V 及V = m R结果如下:

2/3

I 1/2计算流速、流量,计算

由计算知,当水位H = 494.45 m时,计算流量Q =1174.88 m3/s与设计流量Qs = 1156.25m3/s相差较少,故断面通过设计洪峰流量时,洪水位标高H =494.45 m时,最大水深9.27 m,主槽流速Vc = 11.29 m/s。

3、桥轴断面处设计水位、设计流速:

由于形态断面在桥轴断面附近,故桥轴断面处设计水位、设计流速同形态断面处设计水位、设计流速,即最大水深9.27 m,主槽流速Vc = 11.29m/s。

八、桥长计算:

1、基本数据:

桥位设计流量为:Q P = 1156.25 m3/s。 设计水位:Hs =494.45 m 设计流速:Vc = 11.29m/s 河槽宽度:Bc = 28 m

河槽流量为:Qc = 1156.25m3/s。 河槽过水面积为:Wc = 104.02 m2。

2、桥长计算:

按《公路工程水文勘测设计规范》按开阔、顺直微弯河段考虑,计算公式: Q P n Lj = K q (-------) B c Q c

式中:

Lj ---- 桥孔最小净长 ( m ) Q P ---- 设计流量 ( m3/ s ) Qc ---- 河槽流量 ( m3/ s ) Bc ---- 河槽宽度 (m)

K q 、n ----- 系数及指数,对于开阔、顺直微弯河段,K q = 0.84,n =0.90 故

Q P n

Lj = K q (-------) B c Q c

= 23.5 m

根据以上计算桥孔最小净长23.5 m,由于受地形控制,故采用3×16 m预应力砼空心板,下构采用直径1.1 m柱式墩。 九、桥前壅水及浪高:

1、桥前不计壅水高度

2、浪高计算:取波浪高度H 0 = 0.2 m 十、桥面设计高程计算:

按设计水位计算桥面最低高程,参照《公路工程水文勘测设计规范》有以下公式: H min = H s + △h + △hj + △ho

=494.45+ 0.2 + 0.5 + 1.1 = 496.2 ( m )

十一、冲刷计算

1、一般冲刷计算:

本桥一般冲刷根据交通部发布的《公路工程水文勘测设计规范》(JTG C30-2002)中7.3.2 粘性土河床的一般冲刷计算公式计算。

河槽部分:

h p= {[(Ad*Q2/μBcj)*(h cm/h cq)

5/3

]/[0.33*(1/IL)]}

5/8

式中:h p —桥下一般冲刷后的最大水深; Ad—单宽流量集中系数,取1.0~1.2;

IL —冲刷坑范围内粘性土液性指数,适用范围为0.16~1.19; μ—桥墩水流侧向压缩系数,应按表7.3.1-1确定;

Q2—桥下河槽部分通过的设计流量(m /s),当河槽能扩宽至全桥时取用Q p ;

B cj —河槽部分桥孔过水净宽(m ),当桥下河槽能扩宽至全桥时,即为全桥桥

3

孔过水净宽;

h cm —河槽最大水深;

h cq —桥下河槽平均水深(m );

结合调查、收集的资料以及查表可知:Ad=1.0 IL=0.4 μ=0.95 Q2=Q p=76.50 B cj=16

h cm=2.47 h cq =2.35

于是可得h p=3.40m,所以最到冲刷深度h =h p-h cm=0.93(m ) 2、局部冲刷计算:

本桥墩台局部冲刷根据交通部发布的《公路工程水文勘测设计规范》(JTG C30-2002)中7.4.2粘性土河床桥墩局部冲刷计算公式计算。

当h p/ B1≥2.5时, h b=0.83KξB1 当h p/ B1<2.5时, h b=0.55KξB1

0.6

IL

1.25

V (7.4.2-1)

1.0

0.6

h p

0.1

IL V (7.4.2-2)

式中:hb —桥墩局部冲刷深度;

K ξ—墩形系数,可按附录B 选用;

B1—桥墩计算宽度(m );

V —一般冲刷后墩前行近流速(m/s),按本规范7.4.4条规定计算;(V=

0.33 3/5

hp ) IL

根据以上桥下一般冲刷可知hp=3.40m,所以本次计算采用7.4.2-1计算。另外结合调查、收集的资料以及查表可知:K ξ=1.0 B1=1.0m IL=0.4 V=1.01

于是可得桥墩局部冲刷深度hb=0.27m。 3、冲刷总深度:h = hb +(h P –h cm )= 1.20 m-

4.3 K85+885下落脚河中桥水文计算

一、河流概述:

下落脚河为三岔河的一支流,水发源于上落脚河附近,水分别从八木、干田坳、交纳、干里、枫相坪、浪槽附近的山头分别汇入上落脚河、中落脚河、下落脚河,经下落脚河汇入三岔河。其汇水面积达60.01 Km2。

桥址位于林安村东面100m 左右处跨下落脚河,本桥址上游6Km 左右处即为上落脚河的源头,下游280m 左右为下落脚河与三岔河的交叉。此段下落脚河段顺直段距上弯道不远,上游附近几道急弯,桥址处断面尚规整,水流尚通畅,斜流或回流不甚明显。河底为砾石和卵石组成,底坡尚均匀,河中有稀疏水生植物。一侧岸壁为岩石,陡坡,形状尚整齐;另一侧岸壁为砂土、岩石,略有杂草、小树,形状较整齐。 二、洪水调查

2006年9月3日,桥涵组在测量下落脚河形态断面、桥轴断面的同时,也进行了桥位附近洪水位调查, 2004年发生了多年来的特大洪水,在桥位下游约200m 左右处,据附近田边一58岁男性村民介绍:2004年洪水最大水位到一田埂处,作为洪1,用水平仪测其高程为401.28m ;在桥位下游10m 左右处,据一55岁男性村民介绍:2004年洪水最大水位曾漫过此处一房子的台阶刚好漫到门口,作为洪2,用水平仪测其高程为402.04m 。 调查洪水位高程如下表:

得2004年洪水比降:

402.04 – 401.28

J = ------------------------- = 3.63‰ 210 三、形态断面选取:

桥位处河岸整齐,河底平整,无汊流,河槽顺直、稳定,高、低水位时,流向一致,无明显冲刷坍塌现象,河床一侧岸壁为岩石,陡坡,另一岸为水田,可选作形态断面,取河槽糙率系数n = 0.03。 四、地区暴雨经验公式:

根据《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式:

Q p =0.131[C’×Sp]1.143×F 0.89

式中:C ’、Sp 为经验参数和指数;

六、设计流量选取:

采用《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式计算三岔河百年一遇设计流量为798.0m 3/s, 采用形态断面法推求洪水流量为153.19m 3/s,两种方法计算结果相差较大,

根据本地区暴雨强度大的特点以及本桥位的特殊情况,本次采用据《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式算出的洪水流量,取为百年一遇设计流量798.0 m3/s。 七、利用形态断面计算设计水位:

1、糙率选择:

如上所述,取河槽糙率系数n = 0.03。

2、假定水位H 时,由公式Q = W×V 及V = m R结果如下:

2/3

I 1/2计算流速、流量,计算

由计算知,当水位H = 405.13 m时,计算流量Q =799.18 m3/s与设计流量Qs = 798.0m3/s相差较少,故断面通过设计洪峰流量时,洪水位标高H =405.13m时,最大水深5.39 m,主槽流速Vc =5.65 m/s。

3、桥轴断面处设计水位、设计流速:

由于形态断面在桥轴断面附近,故桥轴断面处设计水位、设计流速同形态断面处设计水位、设计流速,即最大水深5.39 m,主槽流速Vc = 5.65m/s。

八、桥长计算:

1、基本数据:

桥位设计流量为:Q P = 798.0 m3/s。 设计水位:Hs =405.13 m 设计流速:Vc = 5.65m/s 河槽宽度:Bc = 36.1 m 河槽流量为:Qc = 798.0m3/s。 河槽过水面积为:Wc = 141.52 m2。

2、桥长计算:

按《公路工程水文勘测设计规范》按开阔、顺直微弯河段考虑,计算公式: Q P n Lj = K q (-------) B c Q c

式中:

Lj ---- 桥孔最小净长 ( m ) Q P ---- 设计流量 ( m3/ s ) Qc ---- 河槽流量 ( m3/ s ) Bc ---- 河槽宽度 (m)

K q 、n ----- 系数及指数,对于开阔、顺直微弯河段,K q = 0.84,n =0.90 故

Q P n

Lj = K q (-------) B c Q c

= 30.3 m

根据以上计算桥孔最小净长30.3 m,由于受地形控制,故采用4×20 m预应力砼空心板,下构采用直径1.1 m柱式墩。 九、桥前壅水及浪高:

1、桥前不计壅水高度

2、浪高计算:取波浪高度H 0 = 0.2 m 十、桥面设计高程计算:

按设计水位计算桥面最低高程,参照《公路工程水文勘测设计规范》有以下公式: H min = H s + △h + △hj + △ho

=405.13+ 0.2 + 0.5 + 1.2 = 407.0 ( m )

十一、冲刷计算

1、一般冲刷计算:

按《公路工程水文勘测设计规范》中非粘性河床考虑一般冲刷有以下公式: Q 2 0.9 B cg 0.66

h P = 1.04(A d -------) ( -------------------------) h cm Q c (1—λ)μB z

H z 1/2 0.15 A d =(----------)

H z

式中:

h P ---- 桥下一般冲刷后最大水深( m );

Q 2 ---- 桥下河槽部分通过的设计流量( m3/ s ) ;取798.0m 3/ s Q C ---- 河槽流量( m3/ s );取798.0 m3/ s B cg ---- 桥长范围内河槽宽度( m );取36.1 m B z ---- 造床流量下的河槽宽度( m );取36.1 m H z ---- 造床流量下的河槽平均水深( m );取4.73m

λ ---- 设计水位下,桥墩阻水总面积与过水面积的比值;取0.095 μ----- 桥墩水流侧向压缩系数;按规范取0.93 h cm ----- 河槽最大水深( m );取5.39m A d ----- 单宽流量集中系数;经计算取0.89

经计算得:

h P =5.66 m

2、局部冲刷计算:

按《公路工程水文勘测设计规范》中非粘性河床考虑局部冲刷有以下公式: 0.6 0.15 -0.068 V – V,o n 2 h b = 0.46 Kξ B 1 h p d (---------------)

V O – V,o

h p 0.14 10+ hp 0.5

V O =(-------) (29d+6.05×10 –7 ---------)

d d 0.72

d 0.053 ,

V o =0.645(-------) V O

B 1

V O 9.35+2.23lgd

n 2 = (-------)

V

V = Ed0.167 h p 0.667

式中:

h b ---- 桥墩局部冲刷深度深( m ); K ξ ---- 墩形系数;按规范取1.00 B 1 ----- 桥墩计算宽度( m );取1.1 m

h P ----- 桥下一般冲刷后最大水深( m );取5.66 m d ------ 河床泥沙平均粒径( mm );取10 mm

V ------ 一般冲刷后墩前行近流速( m / s );经计算取值3.08 m / s V O ------ 河床泥沙起动流速( m / s );经计算取值1.28 m / s V ,o ------ 墩前泥沙起冲流速( m / s );经计算取值0.51 m / s n 2 ------- 指数 ;经计算取值0.00006 V C ------ 河槽平均流速( m / s );取值5.65 m / s h c ------ 河槽平均水深( m );取值4.73 m 式中其余参数同“1”中取值 经计算得:

h b =0.54 m

3、冲刷总深度:h = hb +(h P –h cm )= 0.81 m-

4.4 K95+810涟江大桥水文计算

一、河流概述:

濛江,发源于贵阳市花溪区党武乡对门寨附近。流经青岩镇、惠水县,进入县境边阳区罗沙、巴沙、董王和油闹乡的打告村油然附近与格凸河汇合,此段河道称为涟江。南流经交砚、冗翁、摆龙、木引、云里、罗里、罗化、逢亭、立亭、沟亭、所也、冗响、交广、凤亭、茂井、大亭乡,于班仁乡双江口注入红水河,此段河道称濛江。在县境内流程

129.5公里,流域面积1259.2平方公里,多年平均流量45~88.8~165立方米/秒,天然落差417米。主要支流有坝王河、格凸河、八茂河、所也河、沟亭河、布讲河、逢亭河、拱里河、云里河。

桥址位于所也河与涟江交汇处下游500m 左右处跨涟江,下游200m 左右可见涟江的河道明显被压缩。此段下落脚河段顺直段距上弯道不远,上游较顺直,江中可见急滩,桥位处正好有一急滩,水流被分为2段;桥位下游200m 左右处江道被明显压缩,形成落差大,水流湍急,水声音大。河床为大块石、大乱石及大孤石组成,床面不平整,底坡有凹凸状。两侧岸壁为石质砂夹乱石、风化页岩,崎岖不平整,上面生长着茂盛的杂草、树木。 二、洪水调查

2006年9月6日,桥涵组在测量涟江形态断面、桥轴断面的同时,也进行了桥位附近洪水位调查, 2004年发生了多年来的特大洪水,在桥位下游约150m 左右处,据附近田边一58岁男性村民介绍:2004年洪水最大水位此处一急滩的岩石堆上,作为洪1,用水平仪测其高程为352.28m ;在桥位上游10m 左右处,据一55岁男性村民介绍:2004年洪水最大水位可见岩壁上明显洪痕,作为洪2,用水平仪测其高程为352.8m 。 调查洪水位高程如下表:

得2004年洪水比降:

352.8 – 352.28

J = ------------------------- = 3.22‰ 160 三、形态断面选取:

桥位处河岸整齐,河底较平整,有汊流,河槽顺直、稳定,高、低水位时,流向一致,无明显冲刷坍塌现象,两侧岸壁为石质砂夹乱石、风化页岩,崎岖不平整,可选作形态断面,取河槽糙率系数n = 0.04。 四、地区暴雨经验公式:

根据《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式:

Q p =0.131[C’×Sp]1.143×F 0.89

式中:C ’、Sp 为经验参数和指数;

C ’—洪峰径流系数(查表取值0.86); Sp —最大1小时设计雨量(查表取值98.2);

六、设计流量选取:

采用《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式计算三岔河百年一遇设计流量为11980.4m 3/s, 采用形态断面法推求洪水流量为2371.81m 3/s,两种方法计算结果相差较大,根据本地区暴雨强度大的特点以及本桥位的特殊情况,本次采用据《贵州省暴

雨洪水计算手册》简化公式算出的洪水流量,取为百年一遇设计流量11980.4 m3/s。 七、利用形态断面计算设计水位:

1、糙率选择:

如上所述,取河槽糙率系数n = 0.04。

2、假定水位H 时,由公式Q = W×V 及V = m R结果如下:

2/3

I 1/2计算流速、流量,计算

由计算知,当水位H =359.08 m时,计算流量Q =11987.33 m3/s与设计流量Qs = 11994.96m3/s相差较少,故断面通过设计洪峰流量时,洪水位标高H =360.66m时,最大水深14.06 m,主槽流速Vc =7.67 m/s。

3、桥轴断面处设计水位、设计流速:

由于形态断面在桥轴断面附近,故桥轴断面处设计水位、设计流速同形态断面处设计水位、设计流速,即最大水深14.06 m,主槽流速Vc = 7.67m/s。

通过对桥位处涟江的常年洪痕测量,最高洪水位为352.8m ,设计水位比常年最高洪水位高6.28m ,其结果是可信的。但由于本桥桥位下游龙滩水站水位按400.0m 控制,所以本次涟江大桥设计水位取400m 。

八、桥面设计高程计算:

按设计水位计算桥面最低高程,参照罗甸县交通局、海事办的协议要求:涟江通航要求按照五级航道控制,通航水位按照400m 控制。参照《公路工程水文勘测设计规范》有以下公式:

H min = H s + △h + △hj + △ho

=400+ 0.2 +8 + 2.6 = 410.8 ( m )

4.5 K97+950打郎河大桥水文计算

一、河流概述:

打郎河,发源于打郎村,水分别从宋家坳、姚山、赖村附近的山头汇入打郎河,在布苏村附近于沟亭河交汇,一起汇入涟江。全长约18Km 。

桥址位于布苏村北2Km 左右处跨越打郎河一支流,下游180m 左右处汇入打郎河。此段打郎河河段不够顺直,桥址处断面尚规整,水流尚通畅,斜流或回流不甚明显。河底为砾石和卵石组成,底坡尚均匀,河中有稀疏水生植物。一侧岸壁为岩石,陡坡,形状尚整齐;另一侧岸壁为砂土、岩石,略有杂草、小树,形状较整齐。 二、洪水调查

2006年9月7日,桥涵组在测量打郎河形态断面、桥轴断面的同时,也进行了桥位附近洪水位调查, 2004年发生了多年来的特大洪水,在桥位下游约50m 左右处,据附近田边一58岁男性村民介绍:2004年洪水最大水位漫过此处一田埂上,作为洪1,用水平仪测其高程为377.05m ;在桥位上游50m 左右处,据一52岁女性村民介绍:2004年洪水最大水位漫过此处此处一田埂上,作为洪2,用水平仪测其高程为377.5m 。 调查洪水位高程如下表:

得2004年洪水比降:

377.5 – 377.05

J = ------------------------- = 4.5‰ 100 三、形态断面选取:

桥位处河岸整齐,河底较平整,无汊流,河槽顺直、稳定,高、低水位时,流向一致,无明显冲刷坍塌现象,一侧岸壁为岩石,陡坡,形状尚整齐;另一侧岸壁为砂土、岩石,略有杂草、小树,形状较整齐,可选作形态断面,取河槽糙率系数n = 0.03。 四、地区暴雨经验公式:

根据《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式:

Q p =0.131[C’×Sp]

1.143

×F

0.89

式中:C ’、Sp 为经验参数和指数;

C ’—洪峰径流系数(查表取值0.86);

Sp —最大1小时设计雨量(查表取值98.2); F —流域面积(Km 2); Q p —洪峰流量(m

3

/s)

2、确定设计流域特征F 、L 、J 及其他基础资料等:

(1)汇水面积F :桥位处控制流域面积2.5Km 2,主河道长L = 1 Km。洪水比降 J =4.5‰。 (2) 设计洪水频率 :P = 1 % 3、计算Q p

Q 1%=0.131×(0.86×98.2)

1.143

×2.50.89=47.2 m 3 /s

五、形态断面法校核:

根据现场调查桥位处洪水位高程为377.5m 。形态断面如下图所示: 根据桥位处形态断面计算该洪痕点的洪水流量如下表所式示:

六、设计流量选取:

采用《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式计算三岔河百年一遇设计流量为47.2m 3/s, 采用形态断面法推求洪水流量为32.48m 3/s,两种方法计算结果相差较大,根据本地区暴雨强度大的特点以及本桥位的特殊情况,本次采用据《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式算出的洪水流量,取为百年一遇设计流量47.2m 3/s。 七、利用形态断面计算设计水位:

1、糙率选择:

如上所述,取河槽糙率系数n = 0.03。

2、假定水位H 时,由公式Q = W×V 及V = m R结果如下:

2/3

I 1/2计算流速、流量,计算

由计算知,当水位H =378.1 m 时,计算流量Q =48.58 m 3/s与设计流量Qs = 47.2m3/s相差较少,故断面通过设计洪峰流量时,洪水位标高H =378.1m时,最大水深2.9 m,主槽流速Vc =3.1 m/s。

3、桥轴断面处设计水位、设计流速:

由于形态断面在桥轴断面附近,故桥轴断面处设计水位、设计流速同形态断面处设计水位、设计流速,即最大水深2.9m ,主槽流速Vc = 3.1m/s。

通过对桥位处打郎河的常年洪痕测量,最高洪水位为377.5m ,设计水位比常年最高洪水位高0.6m ,其结果是可信的。但由于本桥桥位下游涟江大桥水位按400.0m 控制,所以本次打郎河设计水位取400m 。

八、桥面设计高程计算:

按设计水位计算桥面最低高程,参照罗甸县交通局、海事办的协议要求:打郎河无通航要求,通航水位按照400m 控制。参照《公路工程水文勘测设计规范》有以下公式:

H min = H s + △h + △hj + △ho

=400+ 0.2 + 0.2+2.1= 402.5( m )

4.6 K100+910沟亭河大桥水文计算

一、河流概述:

沟亭河,发源于罗捆区平艾乡上绕村,经罗捆于沟亭乡边外河口注入濛江。河道长10.67公里,流域面积72.67平方公里,多年平均流量2.30立方米/秒,天然落差360米。 桥址位于布苏村西500m 左右处跨越沟亭河,下游600m 左右处与打郎河交汇成一段河道注入涟江。此段沟亭河河段不够顺直,桥址处断面尚规整,水流尚通畅,斜流或回流不甚明显。河底为砾石和卵石组成,底坡尚均匀,河中有稀疏水生植物。一侧岸壁为岩石,陡坡,形状尚整齐;另一侧岸壁为砂土、岩石,略有杂草、小树,形状较整齐。 二、洪水调查

2006年9月7日,桥涵组在测量沟亭河形态断面、桥轴断面的同时,也进行了桥位附近洪水位调查, 2004年发生了多年来的特大洪水,在桥位下游约160m 左右处,据附近田边一54岁男性村民介绍:2004年洪水最大水位漫过此处一田埂上,作为洪1,用水平仪测其高程为380.17m ;在桥位上游100m 左右处,据一52岁女性村民介绍:2004年洪水最大水位漫过此处一房子的台阶,作为洪2,用水平仪测其高程为381.5m 。 调查洪水位高程如下表:

得2004年洪水比降:

381.5 – 380.17

J = ------------------------- = 5.11‰ 260 三、形态断面选取:

桥位处河岸整齐,河底较平整,无汊流,河槽顺直、稳定,高、低水位时,流向一致,无明显冲刷坍塌现象,一侧岸壁为岩石,陡坡,形状尚整齐;另一侧岸壁为砂土、岩石,略有杂草、小树,形状较整齐,可选作形态断面,取河槽糙率系数n = 0.03。 四、地区暴雨经验公式:

根据《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式:

Q p =0.131[C’×Sp]1.143×F 0.89

式中:C ’、Sp 为经验参数和指数;

C ’—洪峰径流系数(查表取值0.86); Sp —最大1小时设计雨量(查表取值98.2); F —流域面积(Km );

2

Q p —洪峰流量(m

3

/s)

2、确定设计流域特征F 、L 、J 及其他基础资料等:

(1)汇水面积F :桥位处控制流域面积72.67Km 2,主河道长L = 10.67 Km 。洪水比

采用《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式计算三岔河百年一遇设计流量为946.2m 3/s, 采用形态断面法推求洪水流量为574.47m 3/s,两种方法计算结果相差较大,根据本地区暴雨强度大的特点以及本桥位的特殊情况,本次采用据《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式算出的洪水流量,取为百年一遇设计流量946.2m 3/s。 七、利用形态断面计算设计水位:

1、糙率选择:

如上所述,取河槽糙率系数n = 0.03。

2、假定水位H 时,由公式Q = W×V 及V = m R结果如下:

2/3

I 1/2计算流速、流量,计算

由计算知,当水位H =382.68 m时,计算流量Q =1019.27 m3/s与设计流量Qs = 946.2m3/s相差较少,故断面通过设计洪峰流量时,洪水位标高H =382.68m时,最大水深6.45 m,主槽流速Vc =4.66 m/s。

3、桥轴断面处设计水位、设计流速:

由于形态断面在桥轴断面附近,故桥轴断面处设计水位、设计流速同形态断面处设计水位、设计流速,即最大水深6.45m ,主槽流速Vc = 4.66m/s。

通过对桥位处沟亭河的常年洪痕测量,最高洪水位为381.5m ,设计水位比常年最高洪水位高1.18m ,其结果是可信的。但由于本桥桥位下游涟江大桥水位按400.0m 控制,所以本次沟亭河设计水位取400m 。

八、桥面设计高程计算:

按设计水位计算桥面最低高程,参照罗甸县交通局、海事办的协议要求:沟亭河无通航要求,通航水位按照400m 控制。参照《公路工程水文勘测设计规范》有以下公式:

H min = H s + △h + △hj + △ho

=400+ 0.2 +2.1= 406.8 ( m )

4.7 DK75+200三岔河2号中桥水文计算

一、河流概述:

所也河,发源于边阳区兴隆乡老猫坡脚,经打讲村茅草坪伏流后于城关板庚村冲头出流,于所也乡金星村把炳福星桥注入濛江。河道长40公里,流域面积117.49平方公里,多年平均流量2.40立方米/秒,天然落差335米。三岔河为所也河其中的一段。

桥址位于K75+300下游800m 左右处跨三岔河一支流,本桥址上游150m 左右处即为一支流与三岔河交叉的岔口。此段三岔河河段较顺直,上下游附近弯曲,断面较规整,水流较通畅,基本上无死水、斜流或回流现象。河底为沙砾和卵石组成,底坡较均匀,河中有稀疏水草及水生植物。两侧岸壁为土砂、岩石,略有杂草、小树,形状较整齐。 二、洪水调查

2006年9月10日,桥涵组在测量三岔河形态断面、桥轴断面的同时,也进行了桥位附近洪水位调查, 2004年发生了多年来的特大洪水,据附近田边一56岁男性村民介绍:2004年洪水最大水位到一田埂处,作为洪1,用水平仪测其高程为483.16m ;在桥位上游约1.6Km 处,据一55岁男性村民介绍:2004年洪水最大水位曾比此处一座1—6m 板桥的桥面低2.4m 左右,作为洪2,用水平仪测其高程为488.55m 。 调查洪水位高程如下表:

得2004年洪水比降:

488.55 – 483.16

J = ------------------------- = 5.1‰ 1060 三、形态断面选取:

桥位处河岸整齐,河底平整,无汊流,河槽顺直、稳定,高、低水位时,流向一致,无明显冲刷坍塌现象,河床一岸为水田,另一岸为一等外路,可选作形态断面,取河槽糙率系数n = 0.025。 四、地区暴雨经验公式:

根据《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式:

Q p =0.131[C’×Sp]1.143×F 0.89

式中:C ’、Sp 为经验参数和指数;

C ’—洪峰径流系数(查表取值0.86); Sp —最大1小时设计雨量(查表取值98.2); F —流域面积(Km 2);

大,根据本地区暴雨强度大的特点以及本桥位的特殊情况,本次采用据《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式算出的洪水流量,取为百年一遇设计流量1156.3 m3/s。 七、利用形态断面计算设计水位:

1、糙率选择:

如上所述,取河槽糙率系数n = 0.025。

2、假定水位H 时,由公式Q = W×V 及V = m R结果如下:

2/3

I 1/2计算流速、流量,计算

由计算知,当水位H = 485.36 m时,计算流量Q =1161.97m3/s与设计流量Qs = 1156.3m3/s相差较少,故断面通过设计洪峰流量时,洪水位标高H =485.36 m 时,最大水深5.7 m,主槽流速Vc = 7.1 m/s。

3、桥轴断面处设计水位、设计流速:

由于形态断面在桥轴断面附近,故桥轴断面处设计水位、设计流速同形态断面处设计水位、设计流速,即最大水深5.7 m,主槽流速Vc = 7.1m/s。

八、桥长计算:

1、基本数据:

桥位设计流量为:Q P = 1161.97 m3/s。 设计水位:Hs =485.36 m 设计流速:Vc =7.1m/s 河槽宽度:Bc = 20 m

河槽流量为:Qc = 1161.97m3/s。 河槽过水面积为:Wc = 163.76 m2。

2、桥长计算:

按《公路工程水文勘测设计规范》按开阔、顺直微弯河段考虑,计算公式: Q P n Lj = K q (-------) B c

Q c

式中:

Lj ---- 桥孔最小净长 ( m ) Q P ---- 设计流量 ( m3/ s ) Qc ---- 河槽流量 ( m3/ s ) Bc ---- 河槽宽度 (m)

K q 、n ----- 系数及指数,对于开阔、顺直微弯河段,K q = 0.84,n =0.90 故

Q P n

Lj = K q (-------) B c Q c

= 16.8 m

根据以上计算桥孔最小净长16.8m ,由于受地形控制,故采用3×16 m预应力砼空心板,下构采用直径1.1 m柱式墩。 九、桥前壅水及浪高:

1、桥前不计壅水高度

2、浪高计算:取波浪高度H 0 = 0.2 m 十、桥面设计高程计算:

按设计水位计算桥面最低高程,参照《公路工程水文勘测设计规范》有以下公式: H min = H s + △h + △hj + △ho

=485.36+ 0.2 + 0.6 + 1.1 = 487.1 ( m )

十一、冲刷计算

1、一般冲刷计算:

本桥一般冲刷根据交通部发布的《公路工程水文勘测设计规范》(JTG C30-2002)中7.3.2 粘性土河床的一般冲刷计算公式计算。

河槽部分:

5/3

h p= {[(Ad*Q2/μBcj)*(h cm/h cq)

]/[0.33*(1/IL)]}

5/8

式中:h p —桥下一般冲刷后的最大水深; Ad—单宽流量集中系数,取1.0~1.2;

IL —冲刷坑范围内粘性土液性指数,适用范围为0.16~1.19; μ—桥墩水流侧向压缩系数,应按表7.3.1-1确定;

Q2—桥下河槽部分通过的设计流量(m 3/s),当河槽能扩宽至全桥时取用Q p ;

B cj —河槽部分桥孔过水净宽(m ),当桥下河槽能扩宽至全桥时,即为全桥桥

孔过水净宽;

h cm —河槽最大水深;

h cq —桥下河槽平均水深(m );

结合调查、收集的资料以及查表可知:Ad=1.0 IL=0.4 μ=0.95 Q2=Q p=1161.97

B cj=16.8

h cm=5.7 h cq =3.85

于是可得h p=6.45m,所以最到冲刷深度h =h p-h cm=0.75(m ) 2、局部冲刷计算:

本桥墩台局部冲刷根据交通部发布的《公路工程水文勘测设计规范》(JTG C30-2002)中7.4.2粘性土河床桥墩局部冲刷计算公式计算。

当h p/ B1≥2.5时, h b=0.83KξB1 当h p/ B1<2.5时, h b=0.55KξB1

0.6

IL

1.25

V (7.4.2-1)

1.0

0.6

h p

0.1

IL V (7.4.2-2)

式中:hb —桥墩局部冲刷深度;

K ξ—墩形系数,可按附录B 选用;

B1—桥墩计算宽度(m );

V —一般冲刷后墩前行近流速(m/s),按本规范7.4.4条规定计算;(V=

0.33 3/5

hp ) IL

根据以上桥下一般冲刷可知hp=6.45m,所以本次计算采用7.4.2-1计算。另外结合调查、收集的资料以及查表可知:K ξ=1.0 B1=1.0m IL=0.4 V=1.01

于是可得桥墩局部冲刷深度hb=0.542m。 3、冲刷总深度:h = hb +(hP –hcm )= 1.292 m-

4.8 DK75+200三岔河1号中桥水文计算

一、河流概述:

所也河,发源于边阳区兴隆乡老猫坡脚,经打讲村茅草坪伏流后于城关板庚村冲头出流,于所也乡金星村把炳福星桥注入濛江。河道长40公里,流域面积117.49平方公里,多年平均流量2.40立方米/秒,天然落差335米。三岔河为所也河其中的一段。

桥址位于K75+300下游800m 左右处跨三岔河一支流,本桥址上游150m 左右处即为一支流与三岔河交叉的岔口。此段三岔河河段较顺直,上下游附近弯曲,断面较规整,水流较通畅,基本上无死水、斜流或回流现象。河底为沙砾和卵石组成,底坡较均匀,河中有稀疏水草及水生植物。两侧岸壁为土砂、岩石,略有杂草、小树,形状较整齐。 二、洪水调查

2006年9月10日,桥涵组在测量三岔河形态断面、桥轴断面的同时,也进行了桥位附近洪水位调查,2004年发生了多年来的特大洪水,据附近田边一56岁男性村民介绍:2004年洪水最大水位曾比此处下游100左右处的一座1—12m 拱桥的桥面低2.4m 左右,作为洪1,用水平仪测其高程为487.01m ;在桥位上游约50m 处,据一55岁男性村民介绍:2004年洪水最大水位到一田埂处,作为洪2,用水平仪测其高程为487.76m 。 调查洪水位高程如下表:

得2004年洪水比降:

487.76 – 487.01

J = ------------------------- = 4.98‰ 150 三、形态断面选取:

桥位处河岸整齐,河底平整,无汊流,河槽顺直、稳定,高、低水位时,流向一致,无明显冲刷坍塌现象,河床一岸为水田,另一岸为一等外路,可选作形态断面,取河槽糙率系数n = 0.025。 四、地区暴雨经验公式:

根据《贵州省暴雨洪水计算手册》简化公式:

Q p =0.131[C’×Sp]1.143×F 0.89

式中:C ’、Sp 为经验参数和指数;

C ’—洪峰径流系数(查表取值0.86); Sp —最大1小时设计雨量(查表取值98.2); F —流域面积(Km );

2

Q p —洪峰流量(m

3

/s)

2、确定设计流域特征F 、L 、J 及其他基础资料等:

(1)汇水面积F :桥位处控制流域面积77.5Km 2,主河道长L = 9.7 Km。洪水比降J =

4.98‰。

(2) 设计洪水频率 :P = 1 % 3、计算Q p

Q 1%=0.131×(0.86×98.2)

1.143

×77.50.89=1002.0 m 3 /s

由计算知,当水位H = 491.88 m时,计算流量Q =1016.92m3/s与设计流量Qs = 1002.0m3/s相差较少,故断面通过设计洪峰流量时,洪水位标高H =491.88 m 时,最大水深7.67 m,主槽流速Vc =9.47 m/s。

3、桥轴断面处设计水位、设计流速:

由于形态断面在桥轴断面附近,故桥轴断面处设计水位、设计流速同形态断面处设计水位、设计流速,即最大水深7.67 m,主槽流速Vc = 9.47m/s。

三岔河1号中桥设计水位计算表

由上表可知,当水位为491.88m 时,河流流量与设计流量相当,故三岔河1号中桥1/100设计水位为491.88m 。

通过对桥位处河流的常年洪痕测量,最高洪水位为488.01m ,设计水位比常年最高洪水位高3.87m ,其结果是可信的。

4.9:CK67+093打讲小桥

一、河流概述:

打讲村小河,发源于边阳区兴隆乡兴隆小学后面的山下,且可见一泉眼不停的往外冒

水,由于泉眼被附近村民用石头堵住,因此水流并不大,沿线山头的水基本上都汇入该小河,打讲村小河在布旗寨附近汇入所也河。

桥址位于打讲村东面100m 左右处跨打讲村小河,此段打讲村小河河段较顺直,上下游附近弯曲,断面较规整,水流较通畅,基本上无死水、斜流或回流现象。河底为沙砾和卵石组成,底坡较均匀,河中有稀疏水草及水生植物。两侧岸壁为土砂,略有杂草、小树,形状较整齐。 二、洪水调查

2006年9月9日,桥涵组在测量打讲村小河形态断面、桥轴断面的同时,也进行了桥位附近洪水位调查,2004年发生了多年来的特大洪水,据附近田边一65岁女性村民(王草兰)介绍:2004年洪水最大水位平该处CK67+110高程作为洪2,用水平仪测其高程为556.3m ;5~6年前发生内涝,水位漫过他们家的房子台阶测得558.65m 。在桥位下游约100m 处,据一55岁男性村民介绍:2004年洪水最大水位曾比此处一拱桥低1.5m 左右,作为洪1,用水平仪测其高程为555.8m 。 调查洪水位高程如下表:

得2004年洪水比降:

556.3 – 555.8

J = ------------------------- = 4.98‰ 100 三、形态断面选取:

桥位处河岸整齐,河底平整,无汊流,河槽顺直、稳定,高、低水位时,流向一致,无明显冲刷坍塌现象,河床两岸均为水田,可选作形态断面,取河槽糙率系数n = 0.03

打讲小桥设计水位计算表

由上表可知,当水位为557.15m 时,河流流量与设计流量相当,故打讲小桥1/100设计水位为557.15m 。

通过对桥位处河流常年洪痕的调查与测量, 得知洪水位为556.3m ,另外由于本桥下

游河流泄水不畅通,以致此处内涝水位曾达到过558.65m ,但本内涝水位可能超过百年一遇。故打讲小桥设计水位取以上计算所得的557.15m 为本桥的设计水位。

比较线其他桥梁:

1、A 比较线AK53+617.5边阳中桥设计水位参照K53+617.5边阳中桥所计算出的设计水位。

2、G 比较线GK85+885下落脚河中桥设计水位参照K85+885下落脚河中桥所计算出的设计水位。

3、J 比较线JK75+350三岔河中桥设计水位参照K75+350三岔河中桥所计算出的设计水位。

4、M 比较线MK85+885下落脚河中桥设计水位参照K85+885下落脚河中桥所计算出的设计水位。


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