跨河桥梁壅水计算的简化公式法.pdf

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1、东北水利水电2008年第l2期(第26卷293期)[文章编号]1002-0624(2008)l2一o050—03跨河桥梁壅水计算的简化公式法李龙辉，刘宝(黑龙江省水文局，黑龙江哈尔滨150001)【摘要】轿前最大壅水高度通常采用简化公式法计算。本文对D’Aubuioson公式、水力学公式、陆浩公式、曹瑞章公式及李付军公式等常用简化公式进行了全面总结，从公式研制的背景、推导原理和考虑的因素入手，分析了各种方法的适用条件和优缺点，提出了公式应用过程中需注意的问题和解决的途径一[关键词】桥梁壅水；简化公式法；跨河桥梁【中图分类号】TV13

2、[文献标识码】AJ概述均流速，m／s；一断面平均流速，m／s，为设计流量被全河过水断面除得之商。桥孔缩水流，使桥位』游水面壅高，形成桥前雍水曲2．2实用水力学公式线，根据明渠渐变流原理，水面曲线在向上游延伸过【{I最大壅水高度△Z，桥梁壅水计算就是通过一定的技术手=等IH)㈦段推求侨前最人摩水高度AZ现行桥梁的雍水汁算按照解决『u】题的途径和求解方法式中一动能校正系数，一般取a=1．1；IL_一建桥前断面平均l1『分为简化公式法、水面f}ff线法、数学模型法和水T模型试流速，m／s；曰一无桥墩时水面宽，m；一过水面积收缩系数，验法其

3、中，化公式法通常足以水流能守恒原理、动量取=()．85—0．95；^一建桥前断面平均水深，m；△最大壅守恒原理及堰流理论为基础，通过某假定，并根据一定的水高度，m：∑6一建桥后过水断面总宽(河宽减去桥墩总野外和室内实验或调合资料验证建立起来的具有半理沧半宽)，m。公式中水位壅高值采用迭代法计算。经验性质的一类公式d1于简化公式法所需资料较少，计与此公式类似的还有1958年前苏联学者B．B列别捷夫算简便，又有一定的精度，此容易为使用单位接受和推编著的《桥涵设计中水文凋查与汁算》一书介绍的公式r，前苏联、欧美各闰及我国的桥梁设计规范中长

4、期使用2．3Henderson公式简『七公式、-(1篆一簧㈥2常用简化公式式中田一与桥墩形状有关的Henderson系数，矩形墩取简化公式法如以D’Aubuioson1840年最早提l叶I的桥梁()．35，网形墩取【)．18；，I，一分别为桥位断面和桥位上断面缓水公式为起点，迄今已有约150年的历史。在我闰，公路的平均流速，m／s。和铁路系统2(1世纪5()年代后期开始进行桥梁雍水的调2．4无坎宽顶堰流公式”查分析和试验研究r作．通过野外调企分析和室内模型试水流流经小桥孔，由于受桥台、桥墩的侧向约束，使过验，8()年代以来先后提m多

5、个壅水简化公式。同内外，常用水断面减小，形成宽顶堰溢流。一般情况下，桥孔下坎高的简化公式主要如F：为零，桥孑L的过水可视为无底坎平底的宽顶堰溢流，因此2．1D’Aubuioson公式町利用无坎宽顶堰的原理进行桥梁的泄流能力和壅水高△Z=r／(V0一。)度的计算。式中△z一桥前最大壅水高度，nl；一与河段特征及河滩AZ：乓2一(4)路堤『5』I挡流量和设计流量的比值仃关的系数；_I1一桥下平g“‘A‘2g．式中Q一设计流量，in／s；肛一流量系数，与桥墩尾形状有2008年第12期(第26卷293期)东北水利水电51关；A一桥下过水总面

6、积，In；一桥前行进流速。m／s。段的天然水力特性、桥孔对水流的压缩程度B。／厶等因素有2．5陆浩公式关，查表确定；B．r天然水面宽度，m；广--天然水流的弗汝该公式系1998年的铁道部课题成果，为铁道部科学研德系数。究院陆浩、曹瑞章、王玉洁，根据我国模型试验和40余座桥2．8新正交桥壅水公式梁调查资料，经多年不断完善和检验而制定的，目前被已被‘Vo,23。壶(8)列入最新《公路T程水文设计指南》推荐试用的公式。式中

7、R一考虑桥墩和桥台影响的反映桥孔压缩程度的系数；AZ：(5)一考虑冲刷影响的流速折减系数；广建桥后桥下平均流上g速，

8、m／s；^厂一建桥前桥下平均流速．m／s。式中一定床壅水系数，与建桥前后桥下断面流速变化有2．．3公式适用条件及优缺点对比分析关，；一与建桥后桥下水流流态有关的系根据各公式制定的原理、研究者试验条件，从公式研制的背景和考虑问题侧重点发，结合公式在桥梁壅水汁算数，；一建桥后设计水位下桥下断面的实的实际应用情况，对公式适用条件及优缺点比较分析如下：际流速，m／s，=／~oj；一天然状态时设计水位下桥下(1)D’Aubuioson公式断面范围内的平均流速，m／s，=Qs／~o。。其中：Q_r一设计流此公式是道布松(D’Aubuioson，

9、法国1840年)根据能量量，In／s；c￡，一有限过水面积，nl；一反映桥下流速随河床平衡原理首先导}}l的。曾列入前苏联1948年，1961年桥渡冲刷断面增大而减小的系数，=1／【l+A一1)】，对于岩石河设计规范。建国初期引入我国