《大中橋孔徑計算》PPT課件.ppt

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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(xué)習(xí)目標(biāo)：1、掌握橋孔最小凈長Lj計算；2、掌握橋面中心最低標(biāo)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(diǎn)1、橋孔最小凈長計算；2、橋面中心最低標(biāo)高的計算。本章難點(diǎn)橋面中心最低標(biāo)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(dǎo)流堤時的流水平面有導(dǎo)流堤時的流水平面河流中心斷面圖

2、建橋后的水流圖式水流狀態(tài)：1為開始壅水?dāng)嗝妫?為最高壅水?dāng)嗝妫?為橋位斷面；4為橋后收縮斷面；5為恢復(fù)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?dāng)嗝嬷潦湛s斷面縱向近似以斜直線連接，4～5為擴(kuò)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?dāng)嗝嫠钛亓飨蛑饾u增大，流速則由天然流速逐漸減小，挾沙能力漸漸減弱，因

3、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，流速相應(yīng)增大，挾沙能力隨之轉(zhuǎn)向恢復(fù)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(kuò)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(fù)天然輸沙平衡狀態(tài)。橋下過水?dāng)嗝婷娣e示意圖橋下過水?dāng)嗝婷娣e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(yīng)；3.應(yīng)充分考慮河床變形和水流變化對橋梁的影響；4.應(yīng)避免河道的不利變形；5.橋孔布設(shè)應(yīng)兼顧對航

4、運(yùn)或港口發(fā)展的長遠(yuǎn)影響；6.應(yīng)盡可能照顧當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展規(guī)劃；7.盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑；8.墩臺基礎(chǔ)設(shè)置應(yīng)避開斷層、溶洞等不良地質(zhì)；9.應(yīng)考慮全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。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(yīng)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(fēng)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(diǎn)，遵循以

5、下規(guī)定：①與天然河流斷面流量分配相適應(yīng)。不易壓縮河槽，可適當(dāng)壓縮河灘②通航河段，通航孔布設(shè)符合《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》③主流深泓線上或主航道上不易布設(shè)橋墩。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(dāng)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(dāng)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(dāng)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

6、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。5.標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)

7、跨徑。橋孔長度的計算方法1.沖刷系數(shù)法2.經(jīng)驗(yàn)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(dāng)橋下斷面平均流速＝天然河槽斷面平均流速vc時，橋下沖刷將停止，過水?dāng)嗝鎸⒉辉僮冃?。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(shí)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(dāng)單孔凈跨徑

8、L0>45m，當(dāng)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(rèn)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(dāng)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