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1、第5章大中橋孔徑計算5.1橋位河段水流圖式和橋孔布設(shè)原則5.2橋孔長度5.3橋面設(shè)計高程學習目標：1、掌握橋孔最小凈長Lj計算；2、掌握橋面中心最低標高計算；3、熟悉橋前最大壅水高度和橋下壅水高度計算；4、了解各種水面升高值（波浪高度、波浪侵襲高度、水流局部沖擊高度、河彎超高、水拱和河床的淤高）計算。本章重點1、橋孔最小凈長計算；2、橋面中心最低標高的計算。本章難點橋面中心最低標高的計算。5.1橋位河段水流圖式和橋孔布設(shè)原則5.1.1建橋后橋位河段的水流圖式未建橋時河段水流狀況無導流堤時的流水平面有導流堤時的流水平面河流中心斷面圖建橋后的水流圖式水流狀態(tài)：1為開始壅
2、水斷面；2為最高壅水斷面；3為橋位斷面；4為橋后收縮斷面；5為恢復斷面。1～2為壅水段，水面呈a型壅水曲線。2～3水面呈漏斗狀降落，縱向橫向均有坡度，但至3斷面，仍有橋下壅高△Z’，3～4水面繼續(xù)呈漏斗狀降落，至4斷面為水深最小、動能最大的收縮斷面，2～4整個為水面降落收縮段，從最高壅水斷面至收縮斷面縱向近似以斜直線連接，4～5為擴散段，水面呈C型壅水曲線，近似地縱向可以斜直線連接。建橋后的水流圖式?jīng)_淤狀態(tài)：1～2壅水段，過水斷面水深沿流向逐漸增大，流速則由天然流速逐漸減小，挾沙能力漸漸減弱，因而該段出現(xiàn)淤積；2～4水面降落收縮段，因有效過水面積沿流程逐漸減小，流速
3、相應增大，挾沙能力隨之轉(zhuǎn)向恢復后又提高，則該段河底出現(xiàn)淤積量沿程逐漸減小而轉(zhuǎn)為沖刷；4～5擴散段，該段沿流向沖刷由大變小轉(zhuǎn)為淤積，又從淤積逐漸恢復天然輸沙平衡狀態(tài)。橋下過水斷面面積示意圖橋下過水斷面面積示意圖5.1橋位河段水流圖式和橋孔布設(shè)原則5.1.2橋孔布設(shè)原則：確定橋孔凈長、橋面高程、墩臺最小埋深1.保證設(shè)計洪水和泥沙順利渲泄；2.與天然河流斷面流量分配相適應；3.應充分考慮河床變形和水流變化對橋梁的影響；4.應避免河道的不利變形；5.橋孔布設(shè)應兼顧對航運或港口發(fā)展的長遠影響；6.應盡可能照顧當?shù)氐陌l(fā)展規(guī)劃；7.盡可能采用標準跨徑；8.墩臺基礎(chǔ)設(shè)置應避開斷層、
4、溶洞等不良地質(zhì)；9.應考慮全面的技術(shù)經(jīng)濟指標。①設(shè)計以內(nèi)的洪水和泥沙安全通過，滿足通航、通水、流木及其它漂浮物安全通過②適應各類河段特性及演變、避免河床變形③建橋后引起壅水高度、流勢變化和河床變形，在安全允許范圍之內(nèi)④考慮橋位上、下已建或擬建水利工程引起河床演變及對河床的影響⑤橋位河段不易開挖或改移⑥跨海島、河口之間的橋梁，保證在海洋水文（潮汐、風暴、海流、泥沙）影響下，正常使用和滿足通航2、橋孔布設(shè)必須考慮河段特點，遵循以下規(guī)定：①與天然河流斷面流量分配相適應。不易壓縮河槽，可適當壓縮河灘②通航河段，通航孔布設(shè)符合《內(nèi)河通航標準》③主流深泓線上或主航道上不易布設(shè)橋
5、墩。地質(zhì)不良（斷層、陷穴、溶洞）地段不易布設(shè)墩臺④流水、流木河段，橋孔適當放大3、山區(qū)河流橋孔布設(shè)原則：①峽谷河段宜單孔跨越②開闊地段可適當壓縮河灘4、平原河流橋孔布設(shè)原則：①順直微彎，考慮河槽內(nèi)邊灘下移②彎曲河段，考慮凹岸沖刷、淤積對橋孔及墩臺的影響③河灘穩(wěn)定的分汊河段、流量穩(wěn)定，可考慮一河多橋④寬灘河段，可適當壓縮河灘⑤動蕩河段，不易壓縮河床5.2橋孔長度2.橋孔凈長：橋孔長度扣除橋墩寬度后的長度。Lj1.橋孔長度：兩橋臺前緣之間的水面寬度。L3.凈跨徑：l0設(shè)支座的橋梁，為相鄰兩墩、臺身頂內(nèi)緣之間的水平凈距；不設(shè)支座的橋梁，為上、下部結(jié)構(gòu)相交處內(nèi)線間的水平凈距
6、。5.標準跨徑：梁式橋、板式橋，指相鄰支座中心線間的水平距離；不設(shè)支座的橋梁，指上下部結(jié)構(gòu)的相交面之中心間的水平距離。4.總跨徑：各孔凈跨徑之和∑l0。反映了橋下宣泄洪水的能力。5.2橋孔長度標準跨徑有：0.751.01.251.52.02.53.04.05.06.08.01013162025303540455060跨徑在60m以下的橋孔，一般應選用標準跨徑。橋孔長度的計算方法1.沖刷系數(shù)法2.經(jīng)驗公式法5.2橋孔長度5.2.1沖刷系數(shù)法沖刷系數(shù)：考慮沖刷因素計算橋長的假定：1875年，別列柳伯斯基曾假定：當橋下斷面平均流速＝天然河槽斷面平均流速vc時，橋下沖刷將停
7、止，過水斷面將不再變形。沖刷后的橋下毛過水面積PAq沖刷后的橋下有效過水面積PAy沖刷后的凈過水面積PAj沖刷前橋下的毛過水面積Aq沖刷前由墩臺側(cè)面渦流所阻斷的過水面積Ax沖刷前橋下實際的過水面積，即有效過水面積Ay凈過水面積Aj墩臺阻水引起的橋下過水面積的折減系數(shù)λ對于不等跨的橋孔可采用各孔μ值的平均值。當單孔凈跨徑L0>45m，當單孔凈跨徑L0>200m，墩臺側(cè)面渦流阻水而引起的橋下過水面積的折減系數(shù)，又稱水流側(cè)向壓縮系數(shù)μ對于寬淺性河流，可認為各橋墩處的水深近似相等，設(shè)兩墩中心間距為l，橋墩寬度為b當橋軸線與水流方向斜交時，橋下通過設(shè)計洪水時所需的最小毛過
