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1、第14卷01期南水北調(diào)與水利科技Vol.14No.012016年2月South2to2NorthWaterTransfersandWaterScience&TechnologyFeb.2016橋梁阻水水頭損失計(jì)算方法比較陳瑞方(上海勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司,上海200434)摘要:河道水流經(jīng)過橋墩時(shí),由于橋墩的阻礙作用,將產(chǎn)生一定的水頭損失。對于本身水力坡降就不大的平原地區(qū)河道,橋墩阻水引起的水頭損失對河道過水能力的影響是至關(guān)重要的。通過對DcAubuisson公式、Yarnell公式、Henderson公式、鐵科院李付軍公式和無坎寬頂堰公式等常用橋墩壅水計(jì)
2、算公式的分析比較,結(jié)合水工模型試驗(yàn)結(jié)果,認(rèn)為Yarnell公式、無坎寬頂堰公式的計(jì)算結(jié)果可以較好的反映橋墩阻水引起的水頭損失。關(guān)鍵詞:橋墩;橋梁壅水;水頭損失;河道過水能力中圖分類號:TV87文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號: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交通道路建設(shè)是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分,隨著經(jīng)20世紀(jì)20-30年代以后,很多國家均開展了橋墩壅水的試濟(jì)社會的快速發(fā)展,涉水橋梁的數(shù)量也在迅猛增加。涉水橋驗(yàn)研究工作,如美國人雅奈爾(Yarnell,1934)分別進(jìn)行了大梁的建設(shè)由于橋墩對河道水流運(yùn)動(dòng)的阻礙和束窄作用,水流量而系統(tǒng)的室內(nèi)橋墩壅水試驗(yàn)研究,并提出相應(yīng)的橋墩壅水經(jīng)過橋墩時(shí)需要克服橋墩施加的阻力,造成墩前上游水面抬計(jì)算公式[2]。但是
6、,橋墩阻水的水頭損失與橋墩壅水在概念高,而橋墩周圍繞流及紊動(dòng)等影響造成一定的水頭損失。橋上是不同的,在量級上也明顯要小。本文擬通過對現(xiàn)有一些墩阻水的影響因素很復(fù)雜,通常而言,與上游來流條件、河道較為常用的橋墩壅水計(jì)算公式的分析比較,探討其對橋墩阻幾何尺寸及糙率、橋墩形狀及布置形式等有關(guān)。對于橋梁設(shè)水水頭損失計(jì)算方面的適用性。計(jì),一般比較關(guān)注橋墩的壅水問題。而對于河道設(shè)計(jì),更關(guān)1橋墩阻水水頭損失與壅水的區(qū)別注的是橋墩對水流阻水的水頭損失,當(dāng)然對于橋梁附近堤防設(shè)計(jì)也需要對橋墩壅水問題有一定的關(guān)注。特別對于平原河道水流的能量包括位能與動(dòng)能二部分,即水位代表單地區(qū)
7、的河道,本身水力坡降就不大,橋墩阻水引起的水頭損位位能,流速水頭代表單位動(dòng)能,這二部分的能量可以相互失更是尤為關(guān)注,其直接影響河道的過水能力。如太湖流域轉(zhuǎn)化。在橋墩附近斷面,斷面流速比較復(fù)雜,位能與動(dòng)能在的望虞河是流域引排水的骨干河道之一,具有泄洪、排澇、供橫向和縱向的分布也不一樣。對于明渠緩流,由于橋墩對河水、航運(yùn)及改善水環(huán)境等綜合功能,全長約6018km,平均水道水流運(yùn)動(dòng)的阻礙和束窄作用,水流經(jīng)過橋墩時(shí)需要克服橋力坡降約為5/100000,目前望虞河上已有跨河橋梁約37座,墩施加的阻力,造成局部水頭損失,墩前流速有所減緩,同時(shí)達(dá)到平均約為1座/1164
8、km。一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為位能而造成橋墩上游水面抬高,形成墩前橋墩壅水