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《復(fù)式河道的橋梁壅水計(jì)算》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、復(fù)式河道的橋梁壅水計(jì)算摘要：本文應(yīng)用復(fù)式河道的橋梁壅水實(shí)驗(yàn)資料對(duì)拱橋法進(jìn)行了驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)拱橋法計(jì)算值往往過高。提出了可用于復(fù)式河道的邊灘等價(jià)河寬的概念和計(jì)算方法,并與實(shí)測(cè)資料進(jìn)行了對(duì)比。關(guān)鍵詞：復(fù)式河道橋梁壅水.L.編輯。1前言 所謂復(fù)式河道是指有河漫灘的河道，在洪水期，河漫灘將會(huì)被淹沒。由于主槽和灘地有不同的水深和糙率，水位流量關(guān)系將和單道有所不同。當(dāng)水流漫灘時(shí)，由于主槽水流與灘地水流的相互作用，斷面過水能力通常會(huì)降低。特別是水流剛剛漫灘時(shí)，由于斷面形狀的突變，加上灘地糙率一般與主槽不一樣，使估算過水能力變得非常困難。然而正確的估計(jì)給定
2、水位下的流量以及已知流量如何確定水位等問題對(duì)于洪水預(yù)報(bào)、防洪規(guī)劃又是必不可少的。為了系統(tǒng)地研究復(fù)式河道的水力學(xué)問題，增進(jìn)合作、交流、避免重復(fù)研究，由英國(guó)科學(xué)與工程研究委員會(huì)資助，在英國(guó)瓦靈弗水力學(xué)研究所（HydraulicsResearchLimitedsoNormalstyle="TEXT-ALIGN:center"align=center>圖1水槽平面示意圖Planesketchoftheflume圖2模型橋梁尺寸(單位mm)Dimensionsofthemodelbridges 實(shí)驗(yàn)是在英國(guó)伯明翰大學(xué)的水槽上進(jìn)行的，圖1為水槽平面
3、布置示意圖。水槽長(zhǎng)22m，寬1.213m，深4.4m。水槽上用PVC材料做成了一個(gè)復(fù)雜河道，主槽寬398mm，河漫灘寬407.3mm，主槽深50mm，水槽底坡為2.024‰。水槽設(shè)有兩個(gè)水循環(huán)系統(tǒng)，一個(gè)循環(huán)管道用文丘里流量計(jì)測(cè)流量，另一個(gè)用電磁流量計(jì)測(cè)量。對(duì)于一個(gè)給定流量，通常把流量按一定分配規(guī)則分為一大一小兩部分，大的一部分用文丘里流量計(jì)所在管道進(jìn)行粗調(diào)，剩余部分用電磁流量計(jì)所在管道精調(diào)。實(shí)驗(yàn)前，先用進(jìn)水管放水進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)，然后開啟兩套循環(huán)系統(tǒng)，使水流開始流動(dòng)，最后調(diào)整尾門使水流在水槽中為均勻流。實(shí)驗(yàn)過程中，如發(fā)現(xiàn)循環(huán)系統(tǒng)水量過多，可通
4、過尾水池的排水管放出一定水，使尾水閘出流不為淹沒出流。水槽實(shí)驗(yàn)一直是研究水力學(xué)的基本手段。由于天然河道斷面形狀的不規(guī)則性以及量測(cè)的困難性，所以不適合研究水力學(xué)的基本規(guī)律。水槽的邊壁一般是均勻光滑的，使得水槽中糙率的調(diào)整比較困難。用三角形的鐵絲網(wǎng)架在水槽上，并通過調(diào)整鐵絲網(wǎng)架的間距λ來實(shí)現(xiàn)不同的糙率值是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法。很明顯，糙率由水位和鐵絲網(wǎng)間距λ決定，必須通過實(shí)驗(yàn)來率定這種函數(shù)關(guān)系。橋梁的形狀如圖2所示，有半圓拱橋，雙孔半圓拱橋和橢圓拱橋，橋梁放置在編號(hào)為59＃的斷面上，此斷面距主槽進(jìn)口7m。共有三種不同的糙率組合情況，分別為 第
5、一種情況：光滑邊界 第二種情況：主槽光滑、邊灘上λ1=500mm 第三種情況：主槽λ2=2000mm，邊灘λ1=500mm 對(duì)于每一種糙率情況，進(jìn)行了幾個(gè)流量、測(cè)量出橋梁上下游的水位差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果列于表1中。3拱橋法的驗(yàn)證 拱橋法(ArchMethod)由英國(guó)瓦靈弗水力學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室1985年提出[2]。拱橋法建立在動(dòng)量守恒定理和水流連續(xù)性方程基礎(chǔ)之上，導(dǎo)出如下關(guān)系式式中下標(biāo)3表示橋梁下游斷面，CD為橋梁阻力系數(shù)，J3為橋梁下游堵塞率,dh為壅水高度，h3為下游水深，F(xiàn)r3為下游弗汝德數(shù)。 最后用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立了橋梁壅水高度和下游弗汝
6、德數(shù)和下游堵塞率的關(guān)系，從而可由下游水力要素計(jì)算橋梁壅水。應(yīng)用拱橋法計(jì)算的壅水和實(shí)測(cè)壅水的對(duì)比如表1所示。由表1可以看出，拱橋法往往過高估計(jì)橋梁壅水。表1拱橋法驗(yàn)證表Validatetableofarchmethod糙率情況流量(m3/s)單孔拱橋雙孔拱橋橢圓拱橋?qū)崪y(cè)計(jì)算實(shí)測(cè)計(jì)算實(shí)測(cè)計(jì)算0.02129.72734.03230.1270.02438.64342.35137.84310.02744.86450.37145.6640.03050.27457.37451.7740.03559.87969.57962.9790.01816.6251
7、9.92916.3250.02117.83121.83517.8310.02417.53722.94117.83720.03019.64526.25719.8450.03521.86231.27323.7620.04022.27138.68132.1730.04523.98050.99344.4850.05027.68271.510869.21020.0156.9157.9176.7150.0187.9199.6208.0190.0219.42413.12911.02430.02410.42913.33311.7290.02711.433
8、16.03814.5340.03013.13820.44418.6400.03515.94332.65531.4524邊灘等價(jià)河寬 橋梁壅水是以通過橋洞時(shí)，由于上游的流線收縮以及下游的流線擴(kuò)
