1、全線典型大中橋水文計算分析水文計算的基本步驟：-對有水文資料的河流收集水文資料-確定橋位在地形圖上的位置-確定主流-勾繪匯水面積（五萬分之一地形圖）-計算流量-各水文參數計算1. *大橋水文計算（1）.設計流量計算 洪峰流量匯水面積相關法公式 Qn = KnF n （1）式中：Qn 某頻率洪峰流量（米 3/秒）.n、Kn為重現期為 N的經驗參數F流域面積（平方公里）. 綜合參數法：QmN =CN aF H3N （2）其中：QmN 某頻率的洪峰流量（米 3/秒）.N 設計重現期（年）.F流域形狀系數，2L2L.主溝長度H3N 設計重現期為 N的3小時面雨量（毫米）.C、a、B、丫、n分區綜合經驗

2、參數指數式中參數的確定: 原交通部公路科學研究所推理公式法：Qp =0.278 Spn - A F(3)匕 )式中：Qp 某頻率洪峰流量(米3/秒).Sp 某一頻率雨力即最大 1小時暴雨強度(毫米/小時)T流域匯流時間(小時)卩損失參數(毫米/小時).F流域面積(平方公里).n 暴雨遞減指數.0.278 :單位換算系數. 全國水文分區經驗公式：公式的基本形式：Q2% =KF n。 (4)根據分區表查90區的對應值：n值按取0.72 , K值取13.8 , Qi% =1.18Q2% 采用全國水文分區經驗公式Q° =CF , Q1 % =Q°(1 CvK1%) (5)0 65根

3、據分區表查90區的對應值。查得C=6.1 ,n -0.65則Q。=6.1F . , Cv =1.55 Cs/Cv=3.5 ,查得 K1%=8.16 , Q1% =13.648Q°流量計算結果序號斷面位置河名及橋名匯水面積F(Km 2)河溝長L(Km )河溝縱坡j公式(m3/s)公式(m 3/s)公式(m3/s)公式(m 3/s)采用值(m 3/s)1K51+600.0*大橋18.28.50.0189432.2237.2499.4131.5499.42K51+860.0*大橋20.128.80.0189462.7252.3548.8141.4548.83K52+060.*大橋20.12

4、8.80.0189462.7252.3548.8141.4548.802.計算設計水位以及設計流速計算采用橋位設計信息軟件系統2.0版本，河床斷面形態、河流比降根據現場測量數據輸入軟件，糙率結合現場實測情況，根據規范規定進行選取。根據前文的流量計算，確定百年一遇的設計流量 Q1%=548.8m 3/s ；河槽以黃土沙石為主，并根據從當 地水利部門搜集的資料，確定糙率取1/n=45 ;根據現場實測以及相關資料，確定河床比降J=0.015，利用計算軟件可以求得：1橋梁基本信息橋梁類型大設計洪水頻率（）1橋梁中心樁號凌汛要求無水流與橋軸線的夾角0跨河位置河灣2河流資料2.1基本資料河流名稱*設計洪水

5、流量（m3/s）548.8計算斷面名稱51860河床比降（0）18.9左分界樁號（m）0右分界樁號（m）71左灘粗糙度ml13河槽粗糙度m240右灘粗糙度m3132.2斷面樁號及標高數據列表樁號(m)標高(m)010161210101710081810062010002199823996.4427996.44339984010004810026410107110163計算過程3.1計算設計水位根據幾何方法計算得:經過多次幾何方法計算，確定設計洪水流量Qs=548.8(m 3/s)對應的設計洪水位為1001.704(m)，即H=1001.704(m)3.2計算河床各部分的過水面積和水面寬度根據幾

6、何方法計算得：左灘過水面積31=0( m2)河槽過水面積3 2=87.092( m )右灘過水面積3 3=0( m)全斷面過水面積3 s= 31+ 32+ 33=87.092( m )左灘水面寬度 B1=0(m)河槽水面寬度 B2=71(m)右灘水面寬度 B3=0(m)3.3計算水力半徑計算公式R= 3/B式中：3為過水面積(m)B為水面寬度(m)河槽水力半徑R2= 32/B2=87.092/71=1.227(m)3.4計算流速計算公式按照公路工程水文勘測設計規程(JTG C30-2002)式中：R為水力半徑(m)m為河床粗糙系數I為河床比降=6.301(m/s)河槽流速 V = m2 R2

7、2/3 11/2=40 X1.227 2/3 *18.9/1000)3.5計算流量計算公式Q = 3>V式中：3為過水面積(就)V為流速(m/s)河槽流量 Q2 = 32 XV2 =87.092 0.301 = 548.799(m3/s)全斷面流量 Qs = Q1 + Q2 + Q3 =0 + 548.799+0 = 548.799(m3/s)3.6計算全斷面流速Vs = Qs /3S = 548.799 / 87.092 = 6.301(m/s)4計算結果列表4.1全斷面數據斷面平均流速（m/s）6.301斷面設計流量（m3/s）548.7994.2河槽數據河槽設計流速（m/s）6.3

8、01河槽設計流量（m3/s）548.799河槽平均水深（m）1.227河槽最大水深（m）5.264河槽水面寬度（m）71河槽過水面積（就）87.0925河流斷面圖3）.橋長計算河槽寬度計算公式式中：Qd設計流量P =548.8 (m 3/s)設計洪水河槽流量 Qc =548.8 (m 3/s)河槽寬度Bc=28.1m系數K和指數n3，該河段屬于穩定河段，K =0.84,代=0.9可求得L=23.6m。本橋跨徑設置主要受地形影響，采用跨徑35 X20m組合箱梁，綜合考慮角度、橋墩布置等因素，橋跨布置滿足設計洪水頻率的泄洪要求，水文不控制跨徑布置。4).沖刷計算河槽一般沖刷由于公式64-1修整式對

9、大顆粒土質計算值偏大，對穩定性河槽計算值偏大，而本河流屬于河槽穩定， 河床土質主要為粒徑較小的沙礫，因此采用64-2簡化公式計算河槽一般沖刷：式中：Q1 計算斷面的天然河槽流量Q2 橋下河槽部分通過的設計流量。根據調查資料以及兩岸河灘情況判斷，橋下河槽不可能擴寬到全橋，所以 Q2 =Q-5QsQc+Qt"Qs 設計流量；根據計算，Qs=548.8 (m 3/s)Qc 天然河槽流量：根據計算，Qc =548.8 (m 3/s)Qt"天然狀態下河灘部分流量，Qt" =0所以， Q2 =Qs =548.8(m 3/s)Qc+Qt"Bc 計算斷面天然河槽寬度，B

10、=28.1mB2 橋下斷面天然河槽寬度，B=28.1mhmax 計算斷面橋下河槽最大水深，hmax=5.3A 單寬流量集中系數:v'設計水位下，橋墩阻水總面積與橋下過水面積的比值；對于天然寬線河槽，近似用一個墩寬中心距離之比；LL橋梁壓縮系數：尸0.88所以=6.24m即P=6.24m，扣除原來水深 5.3m，實際沖刷深度為hp hmax = 0.94m橋墩的局部沖刷計算 用65-2修正式計算河槽中橋墩的局部沖刷：式中:hb 橋墩局部沖刷深度，從一般沖刷后床面算起;K 墩型系數；查表 6-3-1得：K =1K”0 00230.242 河床粒徑影響系數；K 2二花 °.375d

11、0.37dB1 橋墩計算寬度；查表 6-3-1得：B1 =1.4 mp 墩前行近水流深度，以一般沖刷后水深p代入；hp = 6.24m-Jd 沖刷層內泥沙平均粒徑，d =1mm墩前行近流速;由于一般沖刷采用64-2簡化公式進行計算，因此，墩前行進流速V采用下式計算:=4.12 m/sV0床沙啟動速度；v0""0 5= 0.28(d 0.7)= 0.37m/sVo'墩前泥沙啟動速度;vo' = O.12(dO.7)055 = 0.15m/sn指數當v蘭Vo時，n =1n =當V - V0時，z、0.2340.19lgdV0所以: 用65-1修正式計算河槽中橋墩

12、的局部沖刷:清水沖刷v動床沖刷V式中:hbKB1、V、V。、V0 意義同 65-2。河床泥沙啟動速度 Vo:墩前起沖流速 v0'=0.462idW丿0.06v0 二 0.26m/ s河床粒徑影響系數 K指數n :因為v 一 ，所以屬動床沖刷：應采用公式:進行計算:由上述兩種方法確定最大的橋墩局部沖刷深度hb二3.37m，在計算最低沖刷線標高時采用此值。2. K80+120*大橋水文計算（1）.設計流量計算 洪峰流量匯水面積相關法公式( 1)Qn 二gFn/小時）( 2)式中：Qn 某頻率洪峰流量（米3/秒）.n、Kn 為重現期為 N的經驗參數F流域面積（平方公里）.綜合參數法：QmN

13、二 CN 乍叱 H3N 其中：QmN 某頻率的洪峰流量（米3/秒）.N 設計重現期（年）.'流域形狀系數，° - F2L2L.主溝長度H3N 設計重現期為 N的3小時面雨量（毫米）C、a、B、丫、n分區綜合經驗參數指數.式中參數的確定： 原交通部公路科學研究所推理公式法：Qp P278二 F式中：Qp 某頻率洪峰流量（米3/秒）.Sp 某一頻率雨力即最大 1小時暴雨強度（毫米T流域匯流時間（小時）卩損失參數（毫米/小時）.F流域面積（平方公里）.n暴雨遞減指數.0.278 :單位換算系數. 全國水文分區經驗公式:公式的基本形式：Q2% =KF n。 (4)根據分區表查90區的

14、對應值：n值按取0.72 , K 值取13.8 , Qi% =1.18Q2%采用全國水文分區經驗公式Qo =CF ， Qi % = Qo(1 CvKi% ) (5)0 65根據分區表查90區的對應值。查得C=6.1 ,n =0.65則Qo =6.1F . , Cv =1.55 Cs/Cv=3.5 ,查得 K1%=8.16 , Q1% =13.648Qo流量計算結果中心樁號河名及橋名匯水面積F(Km2)河溝長L(Km)河溝縱坡j公式(m 3/s)公式(m3/s)公式(m 3/s)公式(m3/s)采用值(m3/s)K80+120.0*大橋8.354.20.0156254.5277.3254.175

15、.1277.32.計算設計水位以及設計流速計算采用橋位設計信息軟件系統2.0版本，河床斷面形態、河流比降根據現場測量數據輸入軟件，糙率結合現場實測情況，根據規范規定進行選取。根據前文的流量計算，確定百年一遇的設計流量 Q1%=277.3m 3/s;河槽以黃土沙石為主，并根據從當 地水利部門搜集的資料，確定糙率取1/n=35 ;根據現場實測以及相關資料，確定河床比降J=0.0156，利用計算軟件可以求得：1橋梁基本信息橋梁類型大通航標準II設計洪水頻率()1橋梁中心樁號凌汛要求無水流與橋軸線的夾角0跨河位置K80+2502河流資料2.1基本資料河流名稱蔡家溝設計洪水流量（m3/s）277.3計算

16、斷面名稱80270河床比降（%。）15.6左分界樁號（m）0右分界樁號（m）74左灘粗糙度ml13河槽粗糙度m233右灘粗糙度m3132.2斷面樁號及標高數據列表樁號（m）標高（m）08772487135866388654486961878748833計算過程3.1計算設計水位根據幾何方法計算得：870.125(m)，即經過多次幾何方法計算，確定設計洪水流量Qs=277.3(m 3/s)對應的設計洪水位為H=870.125(m)3.2計算河床各部分的過水面積和水面寬度根據幾何方法計算得：左灘過水面積31=0( m2)河槽過水面積3 2=64.87( m )右灘過水面積3 3=0( m)全斷面過

17、水面積3 s= 31+ 32+ 33=64.87( m )左灘水面寬度B1=0(m)河槽水面寬度B2=74(m)右灘水面寬度B3=0(m)3.3計算水力半徑計算公式R= 3/B式中：3為過水面積(m)B為水面寬度(m)河槽水力半徑 R2= 32/B2=64.87/74=0.877(m)3.4計算流速計算公式按照公路工程水文勘測設計規程(JTG C30-2002) 式中：R為水力半徑(m)m為河床粗糙系數I 為河床比降河槽流速 V = m2 R2 213 J/2=33 X0.877 2/3 X(20/1000) 1/2=4.275(m/s)3.5計算流量計算公式Q = 3>V式中：3為過水

18、面積(就)V為流速(m/s)左灘流量Q1=31XV1=0 X0 =0(m 3/s)河槽流量Q2=32XV2=64.87M.275 =277.299(m 3/s)右灘流量Q3=33XV3=0 X0 =0(m 3/s)全斷面流量Qs = Q1 + Q2 + Q3 =0 + 277.299+0 = 277.299(m3/s)3.6計算全斷面流速Vs = Qs /3S = 277.299 / 64.87 = 4.275(m/s)4計算結果列表4.1全斷面數據斷面平均流速（m/s）4.275斷面設計流量（m 3/s）277.2994.2河槽數據河槽設計流速（m/s）4.275河槽設計流量（m 3/s）2

19、77.299河槽平均水深（m）0.877河槽最大水深(m)5.125河槽水面寬度(m)74河槽過水面積(就)64.875河流斷面圖3) .橋長計算河槽寬度計算公式式中：設計流量 Qp =277.3 (m 3/s)設計洪水河槽流量 Qc =277.3 (m 3/s)B河槽寬度 c=24.2m系數K和指數n3，該河段屬于穩定河段，K =0.84,n3 =0.9可求得L=20.3m。本橋跨徑設置主要受地形影響，采用跨徑18 X20m組合箱梁，綜合考慮角度、橋墩布置等因素，橋跨布置滿足設計洪水頻率的泄洪要求，水文不控制跨徑布置。4) .沖刷計算河槽一般沖刷由于公式64-1修整式對大顆粒土質計算值偏大，

20、對穩定性河槽計算值偏大，而本河流屬于河槽穩定， 河床土質主要為粒徑較小的沙礫，因此采用64-2簡化公式計算河槽一般沖刷：式中：Q1 計算斷面的天然河槽流量Q2 橋下河槽部分通過的設計流量。根據調查資料以及兩岸河灘情況判斷，橋下河槽不可能擴寬到全橋，所以Q2 QcQsQc+Qt"Qs 設計流量；根據計算，Qs=277.3 (m 3/s)Qc 天然河槽流量：根據計算，Qc =277.3 (m 3/s)Qt"天然狀態下河灘部分流量，Qt" =0Qc所以，Q2 ： Qs =277.3 (m 3/s)Qc +Qt"Bc 計算斷面天然河槽寬度，B=24.2mB2 橋下斷面天然河槽寬度，B=24.2mhmax 計算斷面橋下河槽最大水深，hmax =3.3AB0.15A 單寬流量集中系數：A1.07(H丿'設計水位下，橋墩阻水總面積與橋下過水面積的比值；對于天然寬線河槽，近似用一個墩寬中心距離之比；u橋梁壓縮系數：尸0.93所以=4.03m即hp=4 03m，扣除原來水深 3.3m，實際沖刷深度為 hp - hmax = °.73m。橋墩的局部沖刷計算用65-2修正式計算河槽中橋墩