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1、第14卷01期南水北调与水利科技Vol.14No.012016年2月South2to2NorthWaterTransfersandWaterScience&TechnologyFeb.2016桥梁阻水水头损失计算方法比较陈瑞方(上海勘测设计研究院有限公司,上海200434)摘要:河道水流经过桥墩时,由于桥墩的阻碍作用,将产生一定的水头损失。对于本身水力坡降就不大的平原地区河道,桥墩阻水引起的水头损失对河道过水能力的影响是至关重要的。通过对DcAubuisson公式、Yarnell公式、Henderson公式、铁科院李付军公式和无坎宽顶堰公式等常用桥墩壅水计
2、算公式的分析比较,结合水工模型试验结果,认为Yarnell公式、无坎宽顶堰公式的计算结果可以较好的反映桥墩阻水引起的水头损失。关键词:桥墩;桥梁壅水;水头损失;河道过水能力中图分类号:TV87文献标识码:A文章编号:167221683(2016)00120190202AnalysisofcalculationmethodofheadlosscausedbybridgeCHENRui2fang(ShanghaiInvestigation,Design&ResearchInstituteCo.,Ltd,Shanghai200434,China)Abstract
3、:Bridgepierinriverwillobstructtheflowandmaycauseacertainheadloss.Theheadlosscausedbythebridgepierwillaffecttheriverflowcapacity,especiallyfortheriverthathydraulicgradientissmallerintheplainarea.Howtocalculatetheheadloss?Accordingtothehy2draulicmodeltestresults,throughtheanalysisof
4、calculationresultsofthecommonlybridgebackwatercalculationformula,suchasDcAubuissonformula,Yarnellformula,Hendersonformula,Li2fujunformulaandbroadcrestridgefreeweirflowformulaetc,thattheformulaofYarnell,broadcrestridgefreeweirflowformulacanbetterapplytothecalculationofwaterheadloss
5、causedbybridge.Keywords:bridgepier;bridgebackwater;waterheadloss;riverflowcapacity交通道路建设是基础设施建设的重要组成部分,随着经20世纪20-30年代以后,很多国家均开展了桥墩壅水的试济社会的快速发展,涉水桥梁的数量也在迅猛增加。涉水桥验研究工作,如美国人雅奈尔(Yarnell,1934)分别进行了大梁的建设由于桥墩对河道水流运动的阻碍和束窄作用,水流量而系统的室内桥墩壅水试验研究,并提出相应的桥墩壅水经过桥墩时需要克服桥墩施加的阻力,造成墩前上游水面抬计算公式[2]。但是
6、,桥墩阻水的水头损失与桥墩壅水在概念高,而桥墩周围绕流及紊动等影响造成一定的水头损失。桥上是不同的,在量级上也明显要小。本文拟通过对现有一些墩阻水的影响因素很复杂,通常而言,与上游来流条件、河道较为常用的桥墩壅水计算公式的分析比较,探讨其对桥墩阻几何尺寸及糙率、桥墩形状及布置形式等有关。对于桥梁设水水头损失计算方面的适用性。计,一般比较关注桥墩的壅水问题。而对于河道设计,更关1桥墩阻水水头损失与壅水的区别注的是桥墩对水流阻水的水头损失,当然对于桥梁附近堤防设计也需要对桥墩壅水问题有一定的关注。特别对于平原河道水流的能量包括位能与动能二部分,即水位代表单地区
7、的河道,本身水力坡降就不大,桥墩阻水引起的水头损位位能,流速水头代表单位动能,这二部分的能量可以相互失更是尤为关注,其直接影响河道的过水能力。如太湖流域转化。在桥墩附近断面,断面流速比较复杂,位能与动能在的望虞河是流域引排水的骨干河道之一,具有泄洪、排涝、供横向和纵向的分布也不一样。对于明渠缓流,由于桥墩对河水、航运及改善水环境等综合功能,全长约6018km,平均水道水流运动的阻碍和束窄作用,水流经过桥墩时需要克服桥力坡降约为5/100000,目前望虞河上已有跨河桥梁约37座,墩施加的阻力,造成局部水头损失,墩前流速有所减缓,同时达到平均约为1座/1164
8、km。一部分动能转化为位能而造成桥墩上游水面抬高,形成墩前桥墩壅水
