《大中桥孔径计算》PPT课件.ppt

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1、第5章大中桥孔径计算5.1桥位河段水流图式和桥孔布设原则5.2桥孔长度5.3桥面设计高程学习目标：1、掌握桥孔最小净长Lj计算；2、掌握桥面中心最低标高计算；3、熟悉桥前最大壅水高度和桥下壅水高度计算；4、了解各种水面升高值（波浪高度、波浪侵袭高度、水流局部冲击高度、河弯超高、水拱和河床的淤高）计算。本章重点1、桥孔最小净长计算；2、桥面中心最低标高的计算。本章难点桥面中心最低标高的计算。5.1桥位河段水流图式和桥孔布设原则5.1.1建桥后桥位河段的水流图式未建桥时河段水流状况无导流堤时的流水平面有导流堤时的流水平面河流中心断面图

2、建桥后的水流图式水流状态：1为开始壅水断面；2为最高壅水断面；3为桥位断面；4为桥后收缩断面；5为恢复断面。1～2为壅水段，水面呈a型壅水曲线。2～3水面呈漏斗状降落，纵向横向均有坡度，但至3断面，仍有桥下壅高△Z’，3～4水面继续呈漏斗状降落，至4断面为水深最小、动能最大的收缩断面，2～4整个为水面降落收缩段，从最高壅水断面至收缩断面纵向近似以斜直线连接，4～5为扩散段，水面呈C型壅水曲线，近似地纵向可以斜直线连接。建桥后的水流图式冲淤状态：1～2壅水段，过水断面水深沿流向逐渐增大，流速则由天然流速逐渐减小，挟沙能力渐渐减弱，因

3、而该段出现淤积；2～4水面降落收缩段，因有效过水面积沿流程逐渐减小，流速相应增大，挟沙能力随之转向恢复后又提高，则该段河底出现淤积量沿程逐渐减小而转为冲刷；4～5扩散段，该段沿流向冲刷由大变小转为淤积，又从淤积逐渐恢复天然输沙平衡状态。桥下过水断面面积示意图桥下过水断面面积示意图5.1桥位河段水流图式和桥孔布设原则5.1.2桥孔布设原则：确定桥孔净长、桥面高程、墩台最小埋深1.保证设计洪水和泥沙顺利渲泄；2.与天然河流断面流量分配相适应；3.应充分考虑河床变形和水流变化对桥梁的影响；4.应避免河道的不利变形；5.桥孔布设应兼顾对航

4、运或港口发展的长远影响；6.应尽可能照顾当地的发展规划；7.尽可能采用标准跨径；8.墩台基础设置应避开断层、溶洞等不良地质；9.应考虑全面的技术经济指标。①设计以内的洪水和泥沙安全通过，满足通航、通水、流木及其它漂浮物安全通过②适应各类河段特性及演变、避免河床变形③建桥后引起壅水高度、流势变化和河床变形，在安全允许范围之内④考虑桥位上、下已建或拟建水利工程引起河床演变及对河床的影响⑤桥位河段不易开挖或改移⑥跨海岛、河口之间的桥梁，保证在海洋水文（潮汐、风暴、海流、泥沙）影响下，正常使用和满足通航2、桥孔布设必须考虑河段特点，遵循以

5、下规定：①与天然河流断面流量分配相适应。不易压缩河槽，可适当压缩河滩②通航河段，通航孔布设符合《内河通航标准》③主流深泓线上或主航道上不易布设桥墩。地质不良（断层、陷穴、溶洞）地段不易布设墩台④流水、流木河段，桥孔适当放大3、山区河流桥孔布设原则：①峡谷河段宜单孔跨越②开阔地段可适当压缩河滩4、平原河流桥孔布设原则：①顺直微弯，考虑河槽内边滩下移②弯曲河段，考虑凹岸冲刷、淤积对桥孔及墩台的影响③河滩稳定的分汊河段、流量稳定，可考虑一河多桥④宽滩河段，可适当压缩河滩⑤动荡河段，不易压缩河床5.2桥孔长度2.桥孔净长：桥孔长度扣除桥墩

6、宽度后的长度。Lj1.桥孔长度：两桥台前缘之间的水面宽度。L3.净跨径：l0设支座的桥梁，为相邻两墩、台身顶内缘之间的水平净距；不设支座的桥梁，为上、下部结构相交处内线间的水平净距。5.标准跨径：梁式桥、板式桥，指相邻支座中心线间的水平距离；不设支座的桥梁，指上下部结构的相交面之中心间的水平距离。4.总跨径：各孔净跨径之和∑l0。反映了桥下宣泄洪水的能力。5.2桥孔长度标准跨径有：0.751.01.251.52.02.53.04.05.06.08.01013162025303540455060跨径在60m以下的桥孔，一般应选用标准

7、跨径。桥孔长度的计算方法1.冲刷系数法2.经验公式法5.2桥孔长度5.2.1冲刷系数法冲刷系数：考虑冲刷因素计算桥长的假定：1875年，别列柳伯斯基曾假定：当桥下断面平均流速＝天然河槽断面平均流速vc时，桥下冲刷将停止，过水断面将不再变形。冲刷后的桥下毛过水面积PAq冲刷后的桥下有效过水面积PAy冲刷后的净过水面积PAj冲刷前桥下的毛过水面积Aq冲刷前由墩台侧面涡流所阻断的过水面积Ax冲刷前桥下实际的过水面积，即有效过水面积Ay净过水面积Aj墩台阻水引起的桥下过水面积的折减系数λ对于不等跨的桥孔可采用各孔μ值的平均值。当单孔净跨径

8、L0>45m，当单孔净跨径L0>200m，墩台侧面涡流阻水而引起的桥下过水面积的折减系数，又称水流侧向压缩系数μ对于宽浅性河流，可认为各桥墩处的水深近似相等，设两墩中心间距为l，桥墩宽度为b当桥轴线与水流方向斜交时，桥下通过设计洪水时所需的最小毛过