1、第第8 8章章 堰流堰流本章重點掌握本章重點掌握n堰流的定義n堰的分類n小橋（涵）孔徑的水力計算8.1 8.1 堰流及堰的定義堰流及堰的定義一、堰流的定義一、堰流的定義 無壓無壓緩流緩流越過越過障壁障壁產生的局部水力現象稱為堰流，產生的局部水力現象稱為堰流， 障壁稱為堰。障壁稱為堰。8.1 8.1 堰流及堰的定義堰流及堰的定義8.1 8.1 堰流及堰的定義堰流及堰的定義二、堰的分類n薄壁堰 n實用堰n寬頂堰 為明渠流動三、計算特點n 67.0H5.267.0H105.2H10Hgvhhmw228.2 8.2 堰流基本公式堰流基本公式以薄壁堰為例進行推導以薄壁堰為例進行推導8.2 8.2 堰流基

2、本公式堰流基本公式從從1212建立伯努利方程建立伯努利方程gvgvrpgvH22020222222200式中：式中：02p令令 （作用水頭）（作用水頭）gvHH220008.2 8.2 堰流基本公式堰流基本公式則則02221gHv2102gH5 . 1002222HgbkgHbevAQbeA 20kHe 令5 . 102 Hgmbkm 令m為堰流流量因素為堰流流量因素8.3 8.3 薄壁薄壁堰流堰流矩形堰矩形堰8.3 8.3 薄壁薄壁堰流堰流 三角堰三角堰 梯形堰梯形堰 8.4 8.4 寬頂寬頂堰流堰流一、寬頂堰的過流特點一、寬頂堰的過流特點 自由式自由式 淹沒式淹沒式8.4 8.4 寬頂寬頂

3、堰流堰流二、流量計算公式二、流量計算公式n自由式自由式n淹沒式淹沒式5 . 102 HgmbQ 5.102HgmbQ式中：式中： 一般由經驗公式確定。一般由經驗公式確定。進口形式,Hpfm8.4 8.4 寬頂寬頂堰流堰流三、淹沒標準三、淹沒標準 當 寬頂堰絕對不會淹沒。n必要條件n充分條件0phkkHp1h phh ph0ph08 . 0 Hph四、側收縮四、側收縮 例例8-18.5 8.5 小橋（涵洞）孔徑小橋（涵洞）孔徑水力計算水力計算一、小橋過流現象一、小橋過流現象 自由式自由式 淹沒式淹沒式8.5 8.5 小橋（涵洞）孔徑小橋（涵洞）孔徑水力計算水力計算二、淹沒標準二、淹沒標準自由式自

4、由式khh3 . 1khh3 . 1淹沒式淹沒式式中：式中： 為橋孔臨界水深。為橋孔臨界水深。kh（a）（b）8.5 8.5 小橋（涵洞）孔徑小橋（涵洞）孔徑水力計算水力計算三、計算圖式三、計算圖式n 自由式自由式n淹沒式淹沒式 )1(1khhhh 18.5 8.5 小橋（涵洞）孔徑小橋（涵洞）孔徑水力計算水力計算四、計算原則四、計算原則小橋孔徑計算原則主要從安全和經濟兩方面考慮。小橋孔徑計算原則主要從安全和經濟兩方面考慮。 1 1、 （保證橋下不沖刷）（保證橋下不沖刷）vv橋下 2 2、 （保證橋頭路堤不淹沒）（保證橋頭路堤不淹沒）HH橋前（安全原則）（安全原則） 3 3、考慮標準孔徑、考慮

5、標準孔徑 （經濟原則）（經濟原則）bB 8.5 8.5 小橋（涵洞）孔徑小橋（涵洞）孔徑水力計算水力計算五五、設計方案設計方案 1 1、從、從 出發進行設計。出發進行設計。vv 2 2、從、從 出發進行設計。出發進行設計。HH 不管從何方案設計，都必須綜合考慮不管從何方案設計，都必須綜合考慮 、 、 三個三個因素，同時滿足安全、經濟原則。因素，同時滿足安全、經濟原則。vBH8.5 8.5 小橋（涵洞）孔徑小橋（涵洞）孔徑水力計算水力計算六、計算步驟六、計算步驟以從以從 出發進行設計為例（僅講矩形斷面出發進行設計為例（僅講矩形斷面橋孔情況）。橋孔情況）。vvkhgvgvbgQhkk222322)(自由式自由式hhk3 . 1hhk3 . 1淹沒式淹沒式8.5 8.5 小橋（涵洞）孔徑小橋（涵洞）孔徑水力計算水力計算 鐵路、公路橋梁的標準孔徑一般有鐵路、公路橋梁的標準孔徑一般有4m、5m、6m、8m、12m、16m、20m多種。多種。（淹沒式）自由式）vhQvhQvhQbk(18.5 8.5 小橋（涵洞）孔徑小橋（涵洞）孔徑水力計算水力計算3.校核橋前壅水水深校核橋前壅水水深Hw選取標準孔徑選取標準孔徑B后，需重新判別流動形態。后，需重新判別流動形態。322BgQhk自由式自由式hhk3 . 1hhk3 . 1淹沒式淹沒式8.5 8.5