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文檔簡介
精選資料可修改編輯公路橋位勘測設計規范第一章總則新建和改建各級公路上特大、大、中橋橋位勘測設計的準則。廠礦道路和林業專用公路以及城市道路上的特大、大、中橋橋位勘測設計,亦可參照使用。橋位設計包括橋梁、調治構造物、引道路堤在內的一個有機整體。橋位布設應根據道路交通的要求,結合河段特點,地形、地物、工程地質極環境等條件進行。橋位設計河段分類表一、第一種河段分類表河流類型河段類型穩定程度河流特性及河床演變特點序號分類形態特征水文泥沙特征河床演變特征河段區別要點山區河流峽谷河段Ⅰ穩定1、在平面上多急彎卡口,寬窄相間,河床為V型或U型。2、河流縱斷面多呈凸型,比降緩陡相連。3、峽谷河段,河床狹窄,河岸陡峭多石質,中、枯水河槽無明顯區別。4、開闊河段,河面較寬,有邊灘,有時也有不大的河漫灘和明顯階地,有的地方也會出現心灘和沙洲,比降較緩,河床泥沙較細。1、河床比降陡,一般大于2‰。2、流速大,洪水時河槽平均流速可達5~83、水位變幅大,個別達到50米左右。4、含沙量小,河床泥沙顆粒較大。由于流速大,搬運能力強,故洪水時河床上有卵石運動。1、河流穩定,變形多為單向的切蝕作用,速度相當緩慢。2、峽谷河段的進口或窄口的上游,受壅水的影響,洪淤、枯沖。3、開闊河段有時有較厚的顆粒較細的沉積物,且多是洪沖、枯淤變化。4、兩岸對河流的約束和嵌制作用大。峽谷河段,河床窄深,床面巖石裸露或為大漂石覆蓋,河床比降大,多急彎、卡口,斷面呈V型或U型。開闊河段和順直微彎河段,岸線整齊,河槽穩定,斷面多呈U型,灘、槽分明,各級洪水流向基本一致。開闊河段ⅡⅢ平原區河流順直微彎河段Ⅱ1、平原區河流,平面外形可分為順直微彎型、分汊型、彎曲型、寬灘型和游蕩型。2、河谷開闊,有時河槽高出地面,靠兩側堤防束水。3、河床橫斷面多呈寬淺矩形,通常橫斷面上灘槽分明,在河彎處橫斷面呈斜三角形,凹岸側窄深,凸岸側為寬且高的邊灘,過渡段有淺灘、沙洲。4、枯水期河槽中露出各種形態的泥沙堆積體。5、由于平原區河流多河彎、河灘連續分布,因此,河床縱斷面亦深淺相間。1、河床比降平緩,一般小于1‰,有時不到0.1‰。2、流速小,洪水時河槽平均流速多為2~4m3、洪峰持續時間長,水位和流量變幅小于山區河流。4、河床泥砂顆粒較細,水流輸送給泥沙以懸移質為主,多為沙、粉沙和粘粒;但也有推移質。5、或者為寬灘河流。1、順直微彎河段,中水河槽順直微彎,邊灘呈犬牙交錯分布;洪水時邊灘向下游平移,對岸深槽亦向下游平移。????2、分汊河段,中高水河槽分汊,兩汊可能有周期性交替變遷趨勢。3、彎曲型河段,凹沖凸淤。自由彎曲型河段,由于周而復始的凹沖凸淤,隨著凹岸側沖刷下切和侵蝕,彎頂橫移下行,凸岸側成?崗地形并扭曲彎向下游;與此同時彎曲路徑加長,阻力加大,頸口縮短,洪水時發生裁彎取直。4、寬灘蜿蜒型河段,河床演變與彎曲型河段類似。5、游蕩型河段,河槽寬淺,沙洲眾多,且變化迅速,主流、支汊變化無常。穩定性和次穩定性河段的區別:前者河槽岸線、河槽、洪水主流均基本穩定,變型緩慢;后者河灣發展下移,主流在河槽內擺動。分汊河段,兩汊有交替變遷的趨勢。寬灘河段泛濫寬度很寬,達幾公里、十幾公里,灘槽寬度比、流量比都較大,灘流速小,槽流速大。Ⅲ分汊河段Ⅲ次穩定Ⅳ彎曲河段ⅢⅣ寬灘河段ⅢⅣ游蕩河段Ⅴ不穩定山前區河流山前變遷河段Ⅴ山前變遷河段,多出現在較開闊的地面坡度較平緩的山前平原地帶,河段距山口較遠,其下多是比較穩定的平原河流,水流多支汊,主流遷徙不定,河槽岸線不穩,洪水時主流有滾動可能。1、河床比較介于山區和平原區之間,一般為1‰~10‰;但沖積漫流河段有時大于20‰~50‰。2、流速介于山區和平原區之間,洪水時河槽平均流速可達到3~5m/s。3、水流寬淺,水深變幅不大,既小于山區亦小于平原區。4、泥沙中等或較大;在干旱、半干旱地區,洪水時往往攜帶大量細顆粒泥沙(既有懸移質又有推移質),是淤積的主要材料。1、山前變遷型河段,泥沙與河床演變特點有類似平原游蕩型河段之處,但其比降和泥沙顆粒皆大于平原游蕩型河段;主要還是山前河流的特點,奪流改道之勢更為兇猛迅速。2、沖積漫流河段,通常無固定河槽,夾帶大量粗顆粒泥沙的水流淤此沖彼;加以坡陡、流急造成水沙混合體奔突沖擊,有很大的破壞力。洪水后,河床支汊縱橫,支腐破碎,沒有固定河漫灘,是最不穩定的河段,河床有可能淤高。不穩定河段與次穩定河段的區別:前者主流在整個河床內擺動,幅度大,變化快,河床有可能擴寬;后者主流的河槽內擺動,幅度小。游蕩性河段與山前變遷型河段的區別:前者土質顆粒細,沖刷深,回淤快,主流不僅在河床內擺動,甚至可能造成河道改道;后者顆粒粗,沖刷淺,由于河床淤高擴寬和主流擺動,造成主槽變遷,河岸傍切擴寬幅度小。沖積漫流河段地貌大致具有沖積扇體特征,床面逐年淤高,較游蕩型河段明顯,洪水股流按總趨勢在高溝槽中通過。沖積漫流河段Ⅵ沖積漫流河段,距山口較近,河床坡度較陡;因為地勢單調平坦,水流出山口后成喇叭形散開,流速、水深驟減,水流夾帶大量泥沙落淤在山口坦坡上形成沖積扇。河口三角港河口Ⅴ三角港河口段為凹向大陸的海灣型河口段。比降一般小于0.1‰,流速也小;由于受潮汐影響,流速呈周期性正負變化;泥沙顆粒極細,多為懸移質。河口除受波浪和海流作用外,河流下泄的部分泥沙(進入河口后),由于受潮流和逕流的相互作用,常形成攔門沙,加之咸、淡水交匯造成泥沙顆粒的絮凝現象,促進了泥沙的淤積,洪水期山水占控制的河段,可能有河床沖刷。因此很多河口段河床的沖淤變化很明顯。區別要點同形態特征。三角洲河口Ⅵ三角洲河口段為凸出海岸伸向大海的沖積型河口;河口段沙洲林立,支汊縱橫交錯。注:表列河段為一般情況,如山區河段一般為穩定性河段,但也有例外的情況。有的山區河流有次穩定的、甚至有不穩定的河段,遇到這類場合,應根據具體河段的實際情況,分析其穩定性,決定采用何種勘測設計方法。二、第二種河段分類表峽谷性河段穩定性河段次穩定性河段變遷性河段游蕩性河段寬灘性河段沖積漫流性河段穩定性及變形特點河段平面外形斷面及地質特點水文特點河段區別要點交通正常營運狀態下,順暢地通過設計洪水和凌汛;滿足通航要求;與附近城鄉、工農業和周圍環境以及引道路堤和路面等的排水設施相配合。橋位設計所需收集的資料,應做好調查研究,鑒別其可靠性;對水文、水力計算結果,區域地質資料和有關測量成果,應結合當地具體條件和地區特征,進行合理性分析論證和選用。水利工程地區和通航河流上的橋位,原則上應按既有工程的現狀進行設計。如需考慮發展規劃,必須有上級主管部門批準的規劃文件。水文、工程地質條件復雜,通航等級高、技術復雜的特大橋,宜根據實際情況進行水工模型試驗和地基承載力及摩阻力的試驗;經過省、部級鑒定的試驗成果應作為設計依據。第二章勘測設計的任務和內外業工作第一節勘測設計的任務和工作內容主要任務:為橋位設計提供必要而可靠的基礎資料。推薦經濟合理的橋位和接線方案。預測建橋后可能引起的水文條件、環境條件變化和河床演變。確定橋孔長度、橋梁高度和河床最低沖刷深度及引道、調治構造物設計方案。主要工作:勘測前的技術準備。野外勘測和資料整理。水文計算,橋長、橋高和沖刷計算以及引道和調治構造物等工程設計。編制勘測設計報告(包括水文、地質、測量)。第二節勘測前的技術準備地形與測量資料地形圖、航攝像片、水準點位置、高程及高程系統,三角點、導線點的坐標和方位角等資料。水文資料流域水系圖、橋位以上流域面積;橋位所有河段河床及河岸變遷資料;橋位附近水文站歷年實測最大流量及其相應的水位、流速、糙率、水面比降、測流斷面、含沙量和水位-流量、水位-面積、水位-流速關系曲線以及特殊河段所需資料等。氣象資料橋位附近有關氣象臺(站)歷年最大風速和最多風向及頻率;年、月、日平均氣溫和極端最高、最低氣溫;歷年年降水量、多年平均降水量、日最大降水量、最大1小時降水量和最大24小時降水量、降水天數;以及相對濕度和最大凍土深度等資料。流冰、流木資料橋位河段最高和最低流冰水位、封凍最高水位;冰厚、冰塊最大尺寸;冰塊的密度、流冰的速度、冰壩抬高水位的高度;流木最大長度,以及漂流物類型、大小等資料。通航資料橋位河段通航等級、通航船舶、船隊尺度,排筏最大寬度和長度,航運密度和發展情況;航道圖、航跡線位置圖,最高、最低通航水位、封凍停航水位、通航凈空和通航孔數;以及航道整治、規劃和船舶上、下行限制速度等資料。地質資料區域地質、工程地質、水文地質、地震基本烈度、建筑材料以及橋位附近既有建筑物的工程地質等資料。其他橋位所在地區的水利、農林、鐵路、公路、水運、城建和環保等部門的有關設計和規劃資料。第三節勘測設計內外業工作原則:滿足設計要求工程地質勘察工作應與設計階段相適應,when兩階段設計,地質勘察工作按初勘和詳勘分別進行。橋位測繪和水文調查原則上一次完成。外業工作水文調查和測量水文調查斷面選擇和測量;洪水痕跡、河床演變的調查與測量,河段類型、地表特征調查,現場劃分灘、槽。河床比降、水深、流速和流向測量。調治構造物布設測量。既有橋和有關涉河工程的調查測繪。補充收集水文、氣象資料。必要時,應收集堤防有關資料。地形測量橋位選擇和橋位平面控制測量應包括比較橋位。橋位總平面圖和橋址地形圖的測量。橋位中線和引道縱橫斷面測量。補充收集地形圖等資料。工程地質勘測橋位工程地質調查、測繪、勘察與測試。天然建筑材料調查與勘察。收集區域地質、地震等資料。橋位和橋基工程地質條件的初步評價。其他收集編制施工方案及設計概(預)算所需資料。與有關單位協商,簽訂協議。必要時,應進行水文觀測,并收集與測繪水工模型試驗所需的資料。內業工作(不包括結構施工圖設計)水文資料整編繪制水文要素及水文觀測圖表(水位-流量、水位-流速、水位-面積、水位-比降和流速、流向圖等)。設計流量、流速、水位的推算。橋長、橋高、沖刷和壅水計算。繪制橋位中線和水文斷面圖。繪制河段比降圖。調治構造物的水文分析計算。必要時,編制橋位河段行洪報告。測量資料整編繪制橋位總平面圖和橋址地形圖。導線坐標計算和平差計算。地質資料整編編制橋位野外勘測說明書。第三章橋位選擇第一節一般規定第二節一般地區的橋位選擇水文方面的要求:1、橋位應選在河道順直、穩定、灘地較高、較窄,且河槽能通過大部分計算流量的河段上;不宜選在不穩定的河汊、河床沖淤嚴重、水流匯合口、急彎、卡口、古河道以及易形成流冰、流木阻塞的河段上。2、應考慮河道的演變。3、橋梁軸線宜與中、高洪水時的流向正交;如不可能,當斜角大于5°時,則應在孔徑和基礎設計時考慮其影響。4、與水流斜交的橋位,應避免在引道上游行成水袋;若不可避免時,應采取相應措施。地形、地物、地貌等方面的要求:1、橋位盡量選在兩岸有山??或高地等河岸穩固的河段;平原河流的節點河段;兩岸便于接線的較開闊的河段。2、應避免在橋位上下游有山??、石梁、沙洲等干擾水流暢通的地段。3、盡量避免地面、地下既有重要設施的拆遷。4、應考慮施工場地布置、材料運輸等方面的要求。工程地質方面的要求:1、橋位應選在基巖和堅硬土層外露或埋藏較淺、地質條件簡單、地基穩定處。2、橋位不應選在活動性斷層、滑坡、泥石流、強巖溶以及其他不良地質的地段。通航方面的要求:1、橋位一般應選在航道比較穩定、順直且有足夠通航水深的河段上。如航道不穩定,應考慮河道變遷的影響。2、橋位應離開險灘、淺灘、急彎、卡口、匯流口和水工設施、港口作業區和船舶錨地。其距離,上游不小于頂推船隊長度的四倍、拖帶船隊或拖排隊長度的三倍;下游不小于頂推船隊長度的三倍、拖帶船隊或拖排隊長度的一倍半。3、通航期內,橋軸線應與主流正交,如斜交時,橋軸線的法線與主流交角不宜大于5°,否則應增大通航空的跨徑。4、橋位應選在碼頭、錨泊區和排筏集散場的上游一定距離處。各類河段上橋位選擇特點:1、在水深流急的山區峽谷河段,橋位宜選在可以一孔跨越處;否則,宜選在水深較淺、流速較緩的山區開闊河段上。2、在平原順直微彎河段上,橋位宜選在河槽與河谷方向一致,槽流量較大處;橋軸線宜與河岸線正交。3、在平原彎曲河段上,橋位一般應選在主槽流向和河流的總趨勢一致的、比較長的河段上;如河彎發展已逼河谷的基本岸邊時,宜選在河彎頂部中間部位;如彎頂正在向一側發展且難以固定時,宜在兩彎之間較穩定的直線段上設橋。4、在平原分汊河段上,一般橋位應選在分汊點以上;在江心洲穩定的分汊河段上,橋位亦可在江心洲或洲尾兩汊深泓線匯合點以下。5、在平原寬灘河段上,橋位宜選在河灘地勢較高、河槽居中、穩定、順直和灘槽流量比較小的河段上;當灘、槽流量比較大且灘內汊流距主槽較遠時,宜選在河灘地勢有利于分流的河段上,采用一河多橋方案;如橋位附近有村鎮,宜選在村鎮上游。6、在平原游蕩河段上,橋位宜選在兩岸有固定依托的較長束窄河段上;如岸壁是岸坎、人工建筑物或具有抗沖能力的土質等地段,橋軸線宜與河岸正交。7、在山前變遷河段上,橋位宜選在兩岸與河槽相對比較穩定的束窄河段上;若必須跨越擴散段時,也應選在擺動范圍比較小的河段上,橋軸線宜與洪水總趨勢正交。8、在山前沖擊漫流河段上,橋位宜選在上游狹窄段或下游收縮段上,不宜選在中游擴散段;如必須通過中游擴散段時,宜采用一河多橋方案,且使各橋位大致在同一等高線上。城鎮附近的橋為選擇1、考慮城鎮規劃的要求,并盡量遵循近城不進城的原則。2、宜與治河、防洪、環保相配合。有防洪要求的城鎮,橋位宜選在城鎮上游。3、橋頭接線應盡量避免拆遷有價值的建筑物。既有橋附近的橋位選擇(一)必須從整體出發,除考慮施工、營運、航運以及路線要求外,尚應考慮下列因素:1、如既有橋上游已設置調治構造物、破冰棱,且橋頭河灘路堤設有防護設施可以利用時,宜選在既有橋下游側。2、如能利用新橋改善既有橋的工作狀態,宜增做新橋設在既有橋上游的比較方案。3、水利工程或鐵路與公路有干擾時,或河道內有殘留障礙物時,橋位宜選在無干擾或干擾較少的一側。4、既有建筑物、高壓線等設施不宜輕易改移。(二)兩橋間距1、非通航河流上,兩橋間距應考慮城市防洪要求、既有橋工作情況、橋梁基礎結構狀態、工程地質條件、施工與營運干擾等因素來確定。2、通航河流上,兩橋間距一般為:一至五級航道不小于船隊長度加船隊下水五分鐘航程之和;六、七級航道不小于船隊長度加船隊下水三分鐘航程之和。如不能滿足時,應同航政部門研究,在確保船舶和橋梁安全的情況下,商定解決辦法。(三)在鐵路附近的橋位,宜選在公路路線總方向的一側,以免反復跨越鐵路。橋位與管線之間的關系油、氣管道穿跨河流時,宜在橋位的下游側;管道距大橋不應小于100m,距中橋不應小于50m;若在已有水下管道上下游建橋時,橋距管線位置不應小于100m。油、氣管道若在現有橋梁上游跨河,其設計洪水頻率標準不應低于該橋的設計洪水頻率標準;若在現有跨河管道上游建橋時,也應按此辦理。石油管道如需設在現有橋梁上跨河或考慮結合修建時,應由雙方協商確定。天然氣管道不得設在公路橋上。橋位與高壓線跨河塔架軸線間的距離應不小于1.2~1.5倍塔架高度;鋼結構橋梁以及在電壓高、塔架跨距大且風力大的地區宜用偏大值。橋位與其他管線之間的關系,均應協商辦理。第三節特殊地區的橋位選擇泥石流地區1、在強烈泥石流地區,橋位應采取繞避方案。2、巖溶巖溶指可溶性巖石,特別是碳酸鹽類巖石(如石灰巖、石膏等),受含有二氧化碳的流水溶蝕,有時并加以沉積作用而形成的地貌。往往呈奇特形狀,有洞穴、石芽、石溝、石林、溶洞、地下河也有峭壁。此種地貌地區,往往奇峰林立。
我國廣西、云南、貴州等地有這種地貌。著名的桂林山水所呈現的奇峰異洞就是這樣形成的。
舊稱喀斯特,源于前南斯拉夫的一個地名。
地表水在運動過程中對所經過的沉積物或巖石有著重要的侵蝕作用,既包括水動力作用下的碎屑物搬運,又包括水對巖石或沉積物的化學溶蝕作用,還包括碎屑物在搬運過程中的磨蝕作用。喀斯特地貌就是地下水對碳酸鹽巖侵蝕作用的結果。在水流作用下,形成陡峭的海岸、彎曲的溝壑、高高的冰蝕懸谷、氣勢磅礴的大峽谷。“滴水穿石”也是水的化學侵蝕作用的寫照。
溶洞的形成是石灰巖地區地下水長期溶蝕的結果。石灰巖的主要成分是碳酸鈣(CaCO3),在有水和二氧化碳時發生化學反應生成碳酸氫鈣[Ca(HCO3)2],后者可溶于水,于是有空洞形成并逐步擴大。這種現象在南斯拉夫亞德利亞海岸的喀斯特高原上最為典型,所以常把石灰巖地區的這種地形籠統地稱之喀斯特地形。
按其發育演化,巖溶可分出以下6種。
1)地表水沿灰巖內的節理面或裂隙面等發生溶蝕,形成溶溝(或溶槽),原先成層分布的石灰巖被溶溝分開成石柱或石筍.
2)地表水沿灰巖裂縫向下滲流和溶蝕,超過100m深后形成落水洞。
3)從落水洞下落的地下水到含水層后發生橫向流動,形成溶洞。
4)隨地下洞穴的形成地表發生塌陷,塌陷的深度大面積小,稱坍陷漏斗,深度小面積大則稱陷塘。
5)地下水的溶蝕與塌陷作用長期相結合地作用,形成坡立谷和天生橋。
6)地面上升,原溶洞和地下河等被抬出地表成干谷和石林,地下水的溶蝕作用在舊日的溶洞和地下河之下繼續進行。云南路南的石林是上述第一階段(溶溝階段)的產物,這里的自然風光因阿詩瑪姑娘的動人傳說而變得格外旖旎。桂林的象鼻山,則是原地下河道出露地表形成的。在廣西境內,經常可看到這種抬升到地表以上的溶洞,俗稱“神女鏡”或“仙女鏡”。
世界上最大的溶洞是北美阿巴拉契亞山脈的犸猛洞,位于肯塔基州境內,洞深64km,所有的岔洞連起來的總長度達250km。洞里寬的地方象廣場,窄的地方象長廊,高的地方有30m高,整個洞平面上迂迴曲折,垂向上可分出三層。雨季,整個洞內都有流水,成為地下河流在坡折處河水跌落,形成瀑布;旱季,局部地區有水,成地下湖泊,可能還有積水很深的潭,不妨稱無底潭。
中國是個多溶洞的國家,尤以廣西境內的溶洞著稱,如桂林的七星巖、蘆迪巖等。北京西南郊周口店附近的上方山云水洞,深612m,有七個“大廳”被一條窄長的“走廊”相連,洞的盡頭是一個碩大的石筍,美名十八羅漢,石筍背后即是深不可及的落水洞,也有一定規模。周口店的龍骨洞,洞雖不大,卻是我們老祖宗的棲身地。潮汐河段橋位不宜選在涌潮區段;應避開灘岸和凹岸多變地段;應離開既有擋潮閘一定距離。河網沼澤地區水庫地區修建水庫產生的不利因素?????黃土高原地區抗震設計規范JTJ004-89第四節橋位方案比較原則:資料必須齊全、可靠;同等設計深度、同一起訖點的基礎上進行全面的比較。推薦方案應綜合考慮下列要求:工程費、維修養護費、營運費(20年計)的總和最少;工期短、工效高、經濟效益好。施工場地和材料運輸有較好的條件。橋頭引道和調治構造物的技術指標優化、合理和工程量省。優先選用具有良好的水文、工程地質條件的方案。對當地農業、水利、城鎮、交通運輸等方面的干擾最小。有利于環境保護。第四章橋位測量第一節一般規定第二節橋位平面控制測量橋位測量的平面控制網,一般可采用閉合導線三角網。閉合導線選點比較自由,能更好地滿足施工對控制點點位的要求。導線點應與路線上的平面控制點聯測閉合。第三節橋位高程控制測量第五章工程地質勘察第一節一般規定橋位工程地質勘察階段應與設計階段相適應,一般兩階段勘察,即初步設計階段勘察(初勘)和施工圖設計階段勘察(詳勘)。當橋位明確,無比選橋位,且工程地質條件簡單時,一般大、中橋采用一階段詳勘。FOR工程地質條件復雜的特大橋和大橋,必要時,應根據批準的初步設計審批意見,增加技術設計階段勘察(技勘),對初勘作進一步補充勘察工作。勘察前,必須全面收集、掌握前階段有關成果資料;勘察時按各階段要求精心勘察。對工程地質條件復雜的特大橋和大橋,必要時,應進行施工補充勘察。巖土分類標準橋涵地基土的工程性質,《公路橋涵地基與基礎設計規范》(JTJ024-85)。環境介質對混凝土腐蝕的評價標準。公路主要不良地質現象的分類和公路工程地質圖利及符號,《公路工程地質勘察規程》(JTJ064-86)。工程地質條件分類簡單的:地形簡單,地貌單元少;地層結構簡單、無特殊土層、基巖分化不嚴重、頂面起伏不大;地質構造較簡單;地下水對橋基無不良影響和橋位處無不良地質現象。復雜的:地形較復雜,地貌單元多;地層結構復雜,有特殊土層、基巖分化嚴重、頂面起伏大;地質構造較復雜;地下水對橋基有不良影響和橋位處有不良地質現象。各階段勘察要求成果質量檢驗安全作業。遵守安全規則,加強與航運、氣象、水文站等部門的聯系,確保安全作業。第二節初步設計階段工程地質勘察目的與任務根據掌握的地質資料,查明各橋位方案的工程地質條件,作出工程地質評價,為橋梁初步設計提供必須的工程地質、水文地質資料。對選定橋位處進行工程地質調查與測繪。勘探宜先用物探作面上控制,再用鉆探、原位測試進一步查明各橋位工程地質條件的優劣,特別應查明與橋位方案比選有關的主要工程的地質問題。工程地質調查與測繪在橋位處必須進行工程地質調查。對工程地質條件復雜或有特殊要求的特大橋和大橋,應進行工程地質測繪;工程地質條件復雜的中橋,工程地質測繪視需要確定。調查測繪前,應對已有的工程地質資料進行分析研究,如圖件比例尺符合測繪要求或有更大的比例尺時,可在現場進行核對、補充、修訂,是否應實地測繪。測繪比例尺,一般為1:2000~1:20000;如有需要,可適當放大。調查與測繪范圍調查范圍一般包括對橋梁及其附屬工程有影響的工程地質現象。測繪范圍一般包括橋軸線縱向的河床和兩岸谷坡或階地,以及橫向的河流上下游各200~500m。如設計有特殊要求,可增加測繪范圍。調查與測繪內容七、其他資料,如勘探、物探、測試成果和照片等。第四節不良地質和特殊性土的工程地質勘察巖溶勘察內容橋位處的河谷、地形、地貌,巖溶形態、規模和性質。巖溶發育的基本規律與巖性,各巖層間的接觸關系以及與地質構造和新構造運動的關系。???調查地下水補給,逕流、排泄條件和垂直分布情況,分析巖溶于地下水的循環關系。查明橋位處溶洞、地下河等的位置、高程、斷面形態與延伸的特征,以及溶洞、地下河頂板和底板高程、頂板厚度、洞壁巖體的穩定強度。勘探要求充分發揮物探的優勢,采用物探與鉆探相結合的方法進行。初步設計階段勘察,一般應在橋軸線上布置鉆孔,對地表塌陷、洼地、基巖起伏或軟弱土層分布不均、物探異常地段,應作為布孔重點,查明各橋位處地下水特征、巖溶發育程度和發育規律。對建橋的穩定性和適宜性作出工程地質評價,為優選橋位方案提供依據。施工圖設計階段勘察,具體查明各墩臺(樁)處巖溶形態、位置、規模、埋深、圍巖,洞穴充填物性狀和頂板的厚度,地下水特征、地下河大小及其貫通等情況,進一步評價地基穩定性,并為橋基設計和工程處理提供工程地質資料。鉆孔一般應鉆至基礎底面以下5~10m。如有溶洞時,孔深應穿過溶洞,并在完整基巖上深入3~5m。對重要基礎還應適當加深。評價要點滑坡勘察內容調查測繪范圍:滑體及相鄰地段(當滑坡具有地區性特點時,應適當擴大調查范圍)。調查內容:滑坡所在地區的氣象、水文、地震以及人類活動等情況,并分析滑坡的影響。橋位處滑坡發生與發展的歷史和現狀,分析產生滑坡勘探要求評價要點泥石流勘察內容調查測繪范圍:供給區、流通區和堆積區。供給區:水源類型、匯水條件、水量、山坡坡度、巖層性質及風化程度、地質構造、不良地質現象的發育情況、人為活動的影響以及可能形成泥石流固體的分布范圍與概略儲量。勘探要求評價要點濕陷性黃土勘查內容勘察要求取原狀土,宜用薄壁取土器。為判定濕陷等級,取樣的間距為1~2m。評價要點橋頭引道或岸坡加固及防水的必要措施。第六章水文調查與勘測第一節水文調查與勘測的目的和內容目的:了解河流的水文情況,為橋位設計提供必要的水文資料。主要內容:補充收集橋位區的水文和氣象資料。水文調查。洪水觀測。調查與勘測資料的整理。第二節水文調查對于缺乏水文觀測資料的河流,水文調查是獲得橋位設計所需水文資料的最基本方法。對有實測資料的河流,水文調查是獲得補充資料的方法。洪水調查洪水調查的河段宜選在橋位附近或水文斷面附近,其兩岸宜有較多的洪痕點,且宜選在順直而穩定的河段,盡量避開回流和人工建筑物的影響。調查前應將已收集到的資料進行分析,大致掌握流域內洪水發生的情況,以便有目的地進行調查。調查歷史洪水情況時,應盡量收集水利部門的歷史洪水調查資料,對早期的歷史洪水,宜訪問當地老居民;對近期的歷史洪水,宜訪問中、青年居民。應聯系生活中印象較深的事,結合收集到的民諺、記水碑文、報刊、歷史文獻中記載的洪水情況等,進行綜合分析、判斷。調查各次大洪水發生的時間(年、月、日)、大小以及洪水時的雨情、水情與災情。調查洪水來源、發生原因、漲落幅度、洪水時的主流方向,調查有無漫流、分流、死水以及流域自然條件有無變化和人類活動影響等。除了實地調查洪水外,還應廣泛收集有關地方歷史文獻檔案、水利河道專著及各省、市歷史洪水整編成果等。調查各次大洪水的洪痕水位,同一次洪水至少要調查3~5個可靠或較可靠的代表性的洪痕點。在確定洪痕時,應注意洪痕標志物有無變動,有無受到波浪、漂浮物、水拱、決堤等影響及河床斷面沖淤變化程度。洪痕可靠程度評定標準評定因素等級123可靠較可靠供參考指認的印象和旁證情況親身所見,印象深刻,情況逼真,旁證確鑿親身所見,印象深刻,所述情況比較逼真,旁證材料較少聽傳說或印象不深刻,所述情況不夠清楚具體,缺乏旁證標志物和洪痕情況標志物固定,洪痕位置具體或有明顯的洪痕標志物變化不大,洪痕位置較具體標志物有較大變化,洪痕位置不具體估計可靠誤差范圍0.2m以下0.2~0.5m0.5~1.0m注:評定時以1、2項為主,3項僅作參考;使用時應根據具體情況確定,不能機械套用。在人煙稀少地區,可結合當地具體情況,根據洪水淤積物,河岸受洪水沖刷痕跡,洪水對河岸所起的物理化學及生物的作用標志,以判斷歷史最高洪水位或多年平均洪水位。調查波浪高度和洪水發生季節及水文斷面地表特征。洪水點高程用水準儀施測,由水準點引測的閉合差不應低于五等水準測量要求。洪水位點平面位置,可采用光電測距、經緯儀視距、直接丈量測定,或在地形圖上能找到點位量取。河道調查收集河道管理部門的有關河道歷年變遷的圖紙和資料。調查河道彎曲及灘槽情況,以及有無支流、分流、急灘、卡口、滑坡、塌岸和自然壅水現象等,以確定河段類型。調查河道歷史上主槽、邊灘和沙洲變遷或移動情況、支汊分流的變化、漫溢泛濫寬度、河岸穩定程度、改道原因、航道變化等,并分析預估演變發展的趨勢。調查河床沖淤變化,上游泥沙來源,歷史上淤積高度和下切深度。調查橋位上下游水位站、水文站、觀潮站、徑流站、臨時水尺、實驗研究場站的設站沿革???和資料等情況。既有涉河工程調查橋位河段上既有橋梁和跨河管纜的跨度、全長、基礎埋深、運營、水害和防護等情況。河段堤防標準、歷史沿革、災害和防護措施等情況。上、下游水庫設計頻率、泄洪流量、匯水面積、壅水范圍、河床沖淤等情況。沿河城鎮、農業、廠礦、經濟、文化、環保設施以及災害和防護措施等情況。其他涉河工程如取水口、泵站、碼頭、貯木場和錨地等情況。冰凌調查調查歷年封河及開河的時間、開河形勢、流冰水位、冰塊尺寸、水流速度、流冰速度和流冰疏密度等,上下游是否形成過冰塞、冰壩和歷史上凌汛水害情況,以及上下游水工建筑物對流冰的影響。匯水區流域特征及其他調查土壤種類及其分布。農田、森林、沼澤和巖溶的情況。流域的地形、地貌、植被情況,流域面積、流域水系分布。最低枯水位、通航水位和常水位。人類活動的影響。其他。歷史洪水重現期的確定當歷史文獻資料比較缺乏,而群眾對歷史洪水的大小和發生年份等記憶較清楚時,可根據當地老居民記述的情況,確定歷史洪水重現期。如調查的歷史洪水為自發生年份至今的最大洪水,可將發生年份至今的年數作為重現期。當歷史洪水發生的年份距今較近,采用上述方法確定重現期往往偏小,此時,重現期的確定應盡量通過文獻考證,向前追溯。在人煙稀少地區,可參照橋位上下游附近流域的洪水調查資料確定。橋位河段洪水比降圖的繪制根據“橋位總平面圖”上的洪痕位置、洪痕調查記錄和洪痕抄平記錄等繪制。縱坐標由洪痕高程確定,橫坐標根據洪痕在水流中泓線上的投影距離確定。洪水比降圖應標明枯水比降、測時水面比降、平均洪水比降、各級調查洪水比降、橋軸線及水文斷面位置。水面比降圖比例尺,垂直1:20~1:200,水平1:200~1:2000。河彎段洪痕高程的改正:當兩岸有洪痕時,取平均高程;僅一岸有洪痕時,可根據河彎觀測資料改正或按河彎超高計算辦法改正。水文斷面的選擇與測繪要求水文斷面位置應根據河段特征、水文情況和洪水位的分布密度確定,水文斷面應盡量與流向垂直,宜選在河段順直、河床和岸坡穩定、沖淤變化小、泛濫寬度較小、無死水回流和斷面比較規則的河段上。水文斷面一般應在橋位上下游各選一個,以資校核。對河面不寬的中橋可只選一個水文斷面。橋軸斷面若符合條件或有水文基線斷面離橋位不太遠,亦可作為水文斷面。水文斷面的測繪范圍:平原寬灘河流可測至歷史最高洪水泛濫線以外50m,山區應測至歷史最高洪水位以上2~5m。河槽與河灘地劃分應在現場確定。水文斷面的測量方法及對斷面測點的要求,按4.5.4條規定辦理。水文斷面比例尺泛濫寬度小于小于大于水平比例尺或或垂直比例尺或或水文斷面繪制內容河床橫斷面、測時水位、各種特征水位、灘槽分界線、植被和河床地質情況等。洪水糙率的選定根據水文站或勘測的實測資料,用曼寧公式求糙率。根據橋位處河段平面及水流狀態、河床泥沙組成及床面形態、岸壁及植被情況等,在現場參照附錄十選定。第三節洪水觀測觀測對象水文、工程地質條件復雜、通航等級高、技術復雜的特大橋或需做模型試驗的特大橋,應進行洪水觀測。其他大、中橋,在勘測時如遇洪水,亦應盡量進行觀測。觀測項目水位、水深、流速、流向、斷面、比降和含沙量等。寒冷地區還需要觀測冰情。觀測方法與要求基本水尺應設在水文斷面或橋軸線斷面上,觀測次數與觀測精度要求與上下游水文站相同。洪期增加觀測次數,以控制洪峰過程為準。比降水尺宜在基本水尺上下游各設一支;如有困難,也可用基本水尺代替其中一支。兩尺間距,按下表規定辦理。比降水尺間距比降(‰)1.1水尺間距(m)1002003004005006007008009001000水面比降可沿一岸施測。當設計需要兩岸水面比降時,應在兩岸同時施測。水面比降施測長度,應根據洪痕分布情況、水文斷面位置和河段水文特征等情況確定,一般不應少于三倍河寬,上游二倍,下游一倍。寬灘河流或大江大河可適當縮短。對于水面比降特別平緩的寬灘河流,測量長度上下游的水面高差不應小于0.1~0.3m。測時水面比降的測點間距一般為20~50m,最大不應超過100m;當水面比降有突變時應加密測點。對季節性河流也可用河床比降代替水面比降。比降測量精度要求按照4.3.7條規定進行。流速儀測速法測速一般以流速儀施測法為主。在漂浮物較多,水深較淺或水流過急處,流速儀施測有困難時,可用浮標法施測。可與流向同時進行。當洪峰歷時短暫、水位漲落急劇,須縮短測速時間時,可改用中泓浮標法施測。流速儀測速垂線布置原則測速垂線分布應與河床斷面變化及流速分布相適應,通常測速垂線數目不應小于下表的規定。斷面測速垂線分布水面寬度(m)<100100~300300~600600~1000>1000垂線數目5791114主槽的垂線分布應比河灘地垂線密些,在灘、槽分界處應布設垂線。對寬深比特大或漫灘嚴重的河道,應適當增加垂線。在每一支汊處均應布設測速垂線,施測各支汊流量分配情況。測速垂線上的測點布置基線水深h(m)測點相對水深>10五點法(0.0,0.2h,0.6h,0.8h,h-⊿)8~10三點法(0.2h,0.6h,0.8h)1.5~3.0二點法(0.2h,0.8h)<1.5一點法(0.6h)⊿為流速儀凈空,視工作方法、鉛魚及河底電接觸器的尺寸而定。如遇水位漲落急劇等特殊情況,可適當減少測點。垂線平均流速五點法:三點法:二點法:一點法:流速儀測速的精度流速應記至cm/s。測速時間應記s。懸放流速儀的鋼絲繩與垂線方向的偏角讀數應準確至2°。垂線水深施測相對誤差1%~3%;河底不平或有波浪影響相對誤差可達5%。垂線的平面位置可用經緯儀交會,經緯儀水平角讀數準確至1′。浮標測速法應選擇在風平浪靜能見度較好的天氣進行。投放浮標時,主河槽中行走線數按下表規定執行。主河槽中浮標行走線數水面寬度(m)<200200~500500~1000>1000垂線數目7~99~1111~1313~15浮標應盡量在全河寬范圍內均勻分布,并從一岸向另一岸順序投放。施測方法根據各地經驗辦理。斷面控制法,斷面間距按下表規定執行。浮標斷面間距最大表面流速(m/s)中、上斷面間距(m)中、下斷面間距(m)上、下斷面間距(m)1.015~2015~2030~402.025~4025~4050~803.040~5040~5080~1004.050~8050~80100~160洪水漲落變化急劇時,可在主流部分投放中泓浮標,選用其中歷時最短、運行正常、流速最為接近的2~3個浮標,用其流速的平均值。被選用的有效浮標中,其運行歷時相差不得超過10~15%,否則應予舍棄,有效數不足時,應及時補救。浮標系數一般為0.8~0.9,視風力、風向等不同情況并參照上、下游水文站的浮標系數合理選定。流向測量的方法和要求流向可采用流向儀、流向器、浮標(可與浮標測速同時進行,方法相同)等方法施測。施測范圍:浮標觀測的河段長度,一般情況在橋址中線上游不小于兩倍河寬,下游不小于一倍河寬;特殊情況和適當增減。浮標觀測開始及終了,均應施測水位、風力和風向。當觀測過程中接近峰頂前后時,應增加施測水位的次數。豎直角觀測法測定浮標位置可按下式計算:(上游取“+”,下游取“—”)式中:D:置鏡點至浮標或冰塊的距離。:浮標視線與置鏡點所在斷面之間的水平夾角。I:水面比降。:豎直角。H:置鏡點高程+儀器高-置鏡點斷面處的水位高程。流冰流向測量方法和要求估計最大冰塊的尺寸和形狀。施測時應注明冰塊在河面上大致分布情況,或不同流速區域內的流冰疏密度。流冰開始時,記錄氣溫和時間;流冰結束時,統計歷時。測量方法:經緯儀前方交會法精度要求:前方交會法測定水中測點的距離時(基線的起點在斷面上),基線丈量的限差不應大于長度的1/200;斷面上最遠測點的儀器視線與斷面間夾角不應小于8°,特殊情況下不得小雨5°;最大角不應大于120°。豎直角觀測法最遠觀測的豎直角不應小于2°,特別情況下不得小于1°。計算方法參照上面的公式。橋梁的沖刷觀測在既有橋附近新建或改建橋梁,需要探清既有橋沖刷情況時,進行沖刷觀測。橋下一般沖刷觀測斷面位置:應選沿橋梁上游邊的河床斷面。宜在洪峰時和洪峰前后進行。施測水位、流速,必要時測定流向。測深垂線:每孔不應少于三根,跨中必須有一根。鄰近橋墩的測深垂線應盡量避開局部沖刷坑。有條件處或重點觀測橋,每孔宜設五根垂線。垂線起點距(垂線在橋跨上的位置),宜在橋梁上部結構上直接量取。各垂線應統一編號,并不應隨意變動。測量結果及時調整,并繪制斷面圖——橋址一般沖刷斷面圖。比例尺:橫向1:200~1:500,縱向1:50~1:200。內容:墩臺位置和基底、墩臺頂梁底的高程。示明各垂線的起點距、河底高程、地質概括等。注明測時水位、流速及歷年最高和最低水位,有風時應注明風向和風速。應附有必要的說明。有條件時,附上建橋前原始河床斷面圖及早年實測河床斷面圖。橋墩局部沖刷觀測觀測方法:定點法(在橋墩周圍布置若干個固定的斷面,每個斷面上有若干個測點)(固定各測點的位置和編號,不應隨意變動)自由點法(在橋墩周圍施測水下地形圖)范圍:局部沖刷坑以外。測深點間距:宜為1~5m,靠近橋墩根部應有測點。建立水位標尺,定時觀測水位,在測深時應盡量同時測速。繪制橋墩局部沖刷坑平面圖和斷面圖,比例尺宜為1:50~1:200。第四節水文調查與勘測的成果整理邊調查、邊勘測、邊核實、邊整理要求提交的成果整理資料:資料部分水文資料:整理收集有關測站每年實測的最高水位相應的流量、流速、比降、糙率、推移質輸沙率、懸移質含沙量、河床泥沙粒配資料,并繪制水文要素關系曲線。氣象資料:整理橋位河段附近氣象臺站的氣溫、降水、風速、風向(繪制風玫瑰圖)、流域暴雨資料。文獻資料:編制歷史洪水文獻摘錄匯總表。洪水調查部分洪水調查整編情況說明表。洪水痕跡和流域洪水發生情況說明表。歷史洪水洪峰流量推算和水文要素計算成果表。河段洪痕分布圖、洪水比降圖、水文斷面圖、橋軸斷面圖,圖中要標出最高、最低水位,設計水位,測時水位,通航水位等。整編水文分析與水文計算書。水文觀測部分水位資料:整理基本水尺、比降水尺觀測記錄,繪制基本水尺觀測的水位過程線,繪制基本水尺與相鄰站的水位關系曲線。流量資料:整編流速儀或浮標觀測的流量成果,繪制橋位河段流向分布圖及橋軸斷面流向矢量合成圖。相關曲線:通過水位和流量觀測資料和相鄰測站建立的關系曲線,分析,計算,繪制橋位斷面的H-Q、H-V、H-w等關系曲線圖。四、河道調查報告對有特殊要求的特殊大橋及河道情況復雜的不穩定河段上的大、中橋,可根據工程需要提出橋位所在河段的河道調查報告。主要內容有:河道平面和縱斷面的自然情況、歷史變遷情況和預估可能的變遷。橋位處河段上下游各兩倍橋長范圍內最大水深點的分布和變化。航道、筏運和漂浮物的情況和可能的變化。凌汛情況和可能變化。既有涉河工程現狀,對河道的影響,以及與擬建橋可能的相互干擾和建議的避害措施。沿河城鎮經濟、文化、環保和防災設施等的現狀,近期可能的發展與擬建橋的相互關系,以及可能的避害措施。其他宜提出報告的調查和勘測內容。第七章水文計算第一節一般規定目的:求得設計洪水的水位和流量,視需要求出洪水過程線。基本資料應審核可靠性、獨立性、一致性和系統代表性。根據資料情況、地區特點,多種方法計算,分析論證選用合理的計算成果。第二節根據流量資料推算設計流量資料的可靠性審查不同時期的觀測資料的可靠性,須仔細分析,必要時實地調查考證。情況復雜的應寫出分析考證報告。列表說明收集資料的水文站:水文站與橋位關系、設站沿革(實測內容缺測年代等)、水尺、斷面、水準基面、零點高程等基本要素的變動情況以及歷次變動的相關關系。評估觀測資料的精度,考查有無因儀器參數或浮標系數選用不當等原因引起的系統誤差。對可能的系統誤差,必要時通過上下游水文站和干支流水文站的水量平衡分析,進行審查,發現問題時應與有關單位研究改正。歷史洪水調查,采用可靠或較可靠的數據。洪水標志物已有較大變化,洪痕位置不具體和精度不高的資料僅供參考。資料可靠性審查的重點,應放在對設計洪水影響較大的首要幾項洪水的分析論證上。洪水系列的代表性分析短系列資料與鄰近測站或同一氣候區的測站資料進行比較,借以判斷短系列的代表性。注意系列(特別是短系列)是否處在豐(枯)水年份成群出現的時期,從而使頻率計算成果顯著偏大或偏小。頻率計算時,一般要求實測年份多于20年。無論實測期長短,均須進行歷史洪水的調查和考證工作,以增加系列的代表性。洪水資料樣本的選擇獨立隨即取樣。所選各年實測最大洪峰流量資料屬同一洪水類型。資料的插補和延長注意事項插補延長年數視相關關系好壞而定,一般不宜超過實測年數。應結合氣象和自然地理條件進行合理分析,避免機械使用和輾轉相關插補資料。方法流域面積比擬法上下游兩水文站的流域面積之差不超過10%,兩水文站間河道平面和縱剖面皆較平順,無分洪、滯洪時,歷年最大洪峰流量可以互相搬用。上下游兩水文站的流域面積之差不超過20%,且全流域的暴雨分布較均勻,區間屋特殊調蓄作用時,可按面積比將參證站的設計流量推算到設計斷面上,換算式為:——橋位附近水文站(即設計斷面)的流量(m3/s)與流域面積(km2)。——橋位上游或下游水文參證站(即設計斷面)的流量(m3/s)與流域面積(km2)。——經驗指數,附錄十二。相關分析法兩水文站相關關系的點群分布有明顯的規律,可用圖解法插補。兩水文站相關關系得點群繪制相關曲線比較困難時,可考慮建立回歸方程插補延長。水位流量關系曲線法橋位上下游兩水文站之間無較大支流匯入,兩站相同觀測年份的最大洪峰流量大致成比例關系時,則可繪出兩站的、關系曲線,進行插補延長,相互補充缺測資料。過程線疊加法兩支流上有較長觀測系列,合流后實測系列短,則可利用兩支流過程線疊加法插補延長合流后的流量。洪水傳播時間L:洪水傳播距離(m)。Vs:洪水傳播速度(m/s)。根據實測資料選其出現次數最多者。經驗頻率計算連續系列(數學期望公式)--------------------------------------------------------------------------------1:經驗頻率,以%計。:系列按遞減次序排列的序位。:觀測系列的項數(即年數)。不連續系列實測系列較長,代表性較好,但歷史洪水可靠性較差時,可按歷史洪水與實測系列分別單獨取樣,作為從總體中抽取的幾個系列進行排位,按公式1計算經驗頻率。若某項大洪水可同時在兩個時期內出現,排位時其經驗頻率宜取時期較長者。實測系列代表性較差,而為首幾項歷史洪水可靠性較高,可按歷史洪水與實測洪水系列共同組成不連續系列處理。如在調查考證期N年中,調查到為首的a個大洪水,其中有l個發生在實測與插補后的n年系列之內,在N年中第M位(M依次取1,2,3,……,a)洪水的經驗頻率按下式計算:當M=a時,第a位洪水的經驗頻率為在實測與插補后的n年系列中,第m位(m依次取,,……,)洪水的經驗頻率按下式計算:理論頻率曲線的線型,宜采用皮爾遜Ⅲ型(P-Ⅲ)曲線,在特殊情況下經分析論證也可采用其他線型。統計參數計算連續系列洪峰流量均值(m3/s):歷年洪峰流量的總和(m3/s)。:觀測系列的項數(即年數)。變差系數/離差系數:系列每一流量與平均流量的比值,。不連續系列如在迄今為止的N年中已查明為首a項特大洪水(),其中有l項發生在實測與插補后的n年系列中,則有偏差系數值可通過適線法或參照地區經驗選定比值后求得。附錄十二全國水文分區經驗公式,附表12.1全國分區經驗公式成果表,附表12.2全國分區值表,附表12.3全國分區經驗關系表。設計流量計算適線要求????應盡量照顧點群趨勢,使曲線盡量通過點群中心,即曲線上下點數和總離差約略相等,不宜過份遷就個別較大點據。P-Ⅲ型曲線在時,不能兼顧曲線首尾,適線時主要對象應放在中上部分較大洪水點據,對于尾部點的偏離可放寬一些。由于調查的歷史洪水數值和經驗頻率有一定的變動范圍,故適線時應使曲線盡量靠近精度較高的點據。較大洪水對計算成果影響較大,其誤差也較大,定線時不宜機械地通過最大洪水點據,而脫離點群趨勢定線,但也不要偏離大的洪水點據過遠。適線時,要考慮洪水統計參數在地區上變化規律的合理性。????適線方法頻率曲線的繪制方法有求距適線法、三點適線法和繪線讀點補距法等。適線時,先求、、三個參數作為初試值,以繪制理論頻率曲線。若理論頻率曲線與經驗頻率點據配合較差,可調整、值至理論頻率曲線與經驗頻率點配合較好為止。設計流量計算設計流量(m3/s):洪峰流量均值(即觀測系列的平均值)(m3/s)。:設計頻率的模比系數,附錄十三皮爾遜Ⅲ型曲線的模比系數值表。成果合理性檢查洪水統計參數和特征值具有一定的地區分布規律,可用地區經驗公式計算結果進行比較。可將上下游水文站洪水頻率曲線繪在一起進行綜合比較,檢查曲線間的關系是否合理。將稀遇的設計洪水流量與本地區最大洪水記錄進行對比,如前者超出后者較多,應分析其原因。第三節無觀測資料推算設計流量根據調查歷史洪水推算設計流量穩定均勻流洪峰流量的推算當河底縱坡均一、河道順直、斷面在較長河段內較規整時,常能近似地形成穩定的均勻流,即通過同一流量時,河底線、水面線和能面線三線基本平行,其洪峰流量按下式計算:洪峰流量(m3/s)斷面平均流速(m/s):過水斷面面積(m2)。:河床糙率。:水力半徑(m),斷面寬深比很大時,可用平均水深代替。:水面比降。穩定非均勻流洪峰流量的計算當河段內各斷面的形狀和面積相差較大,各斷面通過的流量雖然相同,但各斷面的水深和流速卻不一樣,因此,河底線、水面線和能面線互不平行,其洪峰流量按下式計算::兩斷面間的水位差(m),。:上下游兩斷面的水位高程(m)。:上下游兩斷面的過水斷面面積(m2):上下兩斷面的輸水系數平均值。或:上下游兩斷面的輸水系數,。:上下游兩斷面的距離(m)。:重力加速度g=9.81(m/s2)。:局部水頭損失系數,斷面向下游收縮時,;向下游逐漸擴散時,;斷面向下游突然擴散時,;收縮河段用,擴散河段用。急灘當控制斷面上游河床坡度小于臨界坡,下游大于臨界坡時,則變坡點處的流量可按臨界流公式計算。假設變坡點處臨界水深為hk,以此向上游推算水面線至洪痕位置處,若推算水面線與洪痕處水面線不符,可再重新假設臨界水深,至相符為止,此時按臨界流公式算得的變坡點處流量即為所求的洪痕處流量。臨界流公式如下:臨界坡公式為::臨界水深時過水斷面面積(m2)。:臨界水深時過水斷面水面寬(m)。:臨界比降。:臨界流的水力半徑(m)。卡口當控制斷面束窄形成卡口時,可根據斷面上下游水位差推算流量,其計算公式如下:應根據調查河段的流域特性和地區水文氣象條件,選取相應參數、值,再依據調查時重現期的模比系數,按設計流量公式推算流量均值,以此再推算設計流量。根據地區水文要素的分布規律,制定經驗公式和等值線圖計算設計洪峰流量。計算時,除采用附錄十二全國水文分區經驗公式外,其他部門的成果也可參照使用。根據雨量資料推算設計流量暴雨參數計算及暴雨公式的制訂,應根據氣象臺站的自記雨量資料,按地區不同成因條件,進行不同時段最大值的統計計算。其經驗頻率可按洪水資料推算設計流量的水文計算一致。小流域暴雨徑流計算,可采用公路系統所制定的推理公式及經驗公式,式中系數和指數可根據不同省區自行選用。公路系統公式如下:推理公式設計流量:設計雨力,可從暴雨分區圖查取(m3/s)。:匯流時間(h)。:流域面積(km2)。:損失參數(mm/h)。經驗公式鐵路、水利等部門暴雨流量計算公式亦參照使用。第四節設計水位設計洪水位確定方法橋位附近有水文站,且河道比較順直時,可利用水文站實測斷面推算設計水位,再用相關法或比降法將水位推至橋位處。根據橋位處的實測斷面資料,繪制水位流量關系曲線,利用已知設計流量反推設計水位。當橋位上下游有卡口、人工建筑物等對水位有影響時,可利用水面曲線法推算橋位處設計水位。第五節設計洪水過程線有流量觀測資料時,設計洪水過程線可采用同倍比法推求。選用資料可靠、洪水較大、對橋梁設計不利的洪水過程作為典型年,用設計洪峰流量作控制,按同一倍比放大。其倍比值計算公式如下:放大倍比=設計流量(m3/s)/典型洪水的洪峰流量(m3/s)無流量觀測資料時,可采用凈雨量資料用當地水利部門單位線法推求。求得地面徑流洪水過程后,再加上地下徑流過程,即可作為設計洪水過程線。第八章橋孔設計第一節一般規定橋孔設計,應在保證橋梁安全運營情況下,順暢渲泄包括設計洪水在內的各級洪水的水流和泥沙,避免河床產生不利變形,保證墩臺有足夠的穩定性,且做到經濟合理。滿足通航、流冰、流木、其他漂浮物順暢通過橋下的要求。建橋后引起的流勢變化、河床變形和橋前壅水高度,應在兩岸農田、村鎮和堤防安全的允許范圍以內。考慮橋址上下游已建或擬建的水利工程引起的河床演變對橋孔的影響。天然河道非確有技術、經濟依據并能改善橋梁工作狀況時,一般不應輕易開挖或改移。盡量采用標準跨徑。第二節橋孔長度計算和確定橋孔凈長計算峽谷性河段上的橋梁,一般可按地形布孔,不作橋長計算。其他各類河段上的橋梁,可按下列公式計算橋孔凈長:河槽寬度公式適用于附錄一附表1.1中的穩定、次穩定、不穩定(灘、槽可分)河段。:最小橋孔凈長(m)。:設計流量(m3/s)。:河槽流量(m3/s)。:河槽寬度(m)。河槽寬度是最重要因素,其次是河槽、河灘流量的分配比,反映河床穩定性的系數K和指數n。K、n值表河段類型Kn穩定0.840.90次穩定(包括寬灘)0.950.87不穩定(灘、槽可分)0.691.59單寬流量公式(適用于附錄一附表1.2中的穩定、次穩定、寬灘河段)。最小橋孔凈長(m):河槽平均單寬流量(m3/s·m)。:水流壓縮系數。水流壓縮系數河段類型穩定次穩定寬灘:河槽平均水深(m)。:河灘流量(m3/s)。:斷面平均流速(m/s)。g:重力加速度,g=9.81(m/s2)。:斷面平均水深(m)。:斷面流速分布不均勻修正系數。:河灘平均流速(m/s)。輸沙平衡公式適用于附錄一中灘、槽可分的變遷、游蕩河段。K:游蕩河段為2.1~2.3;變遷河段為1.7~2.0。基本河寬公式適用于附錄一附表1.1中的灘、槽難分的不穩定河段:基本河槽寬度(m),。:洪峰流量均值(m3/s)。:河床泥沙平均粒徑(m)。:設計洪水頻率橋長換算系數。。適用于附錄一附表1.2中的灘、槽難分的變遷、游蕩河段:系數,K=1.0~0.7,一般采用1.0~0.78。:基本河槽寬度(m),:水面比降,以小數計。:河段特性系數,一般為1.0~1.5;無灘寬淺河床為1.5~3.0,或按下式計算。:系數,一般為2.5,無灘寬淺河床為4.5。影響橋孔凈長的因素較多,除進行必要的橋長計算外,尚應結合橋位地形、斷面形態、河床地質、橋前壅水、沖刷深度、橋頭引道填土高度等綜合分析確定橋孔凈長。第三節橋孔布設與天然河流斷面流量分配相適應。在灘槽穩定的河段上,若橋孔需延伸到河灘上時,其左右河灘橋孔長度之比應近似等于左右河灘流量之比;在灘槽不穩定的河段或橋址位于河彎段時,橋孔布設應考慮河床變形和流量不均勻分布的影響。在通航和筏運的河段上,應充分考慮河床演變所引起的航道變化,將通航孔布設在穩定的航道上,必要時可預留通航孔。在主流深泓線上不宜布設橋墩,在斷層、陷穴、溶洞等地質不良地段也不宜布設墩臺。在有流冰、流木的河段上,橋孔應適當放大,必要時,墩臺應設置破冰體。山區河段的橋孔布設:峽谷河段峽谷河段橋孔布設不宜壓縮河槽,一般宜單孔跨越。橋面高程可根據設計洪水水位并結合兩岸地形和路線等條件確定,墩臺基礎可置于不同高程的基巖上。開闊河段橋孔布設允許壓縮河灘,但不能壓縮河槽。橋頭河灘路堤應盡量與洪水主流流向正交,否則應增大橋孔。平原區河段的橋孔布設順直微彎和蜿蜒河段通過河床演變調查,預測河彎的發展和深泓的擺動,橋孔布設應考慮河床演變的影響。分汊河段在灘槽穩定的分汊河段上,斷面流量分配基本穩定,可考慮布設一河多橋;在灘槽不穩定的分汊河段上,橋孔布設應預估各汊流量分配比例的變化。兩汊流量之和應為上游分汊前的全河總流量的A倍,A=1.2~1.8,愈不穩定的分汊河流A值愈大。寬灘河段根據橋位上下游主流趨勢、洪水中泓線擺動范圍布置橋孔,允許對河灘作較大壓縮,但應考慮壅水影響。若河汊穩定而又不宜合并一處,以及河灘的大股水流無法導入橋孔時,可考慮修建一河多橋。游蕩河段因主流遷徙不定,橋孔布設不宜過多壓縮河床,應結合當地治理規劃,輔以必要的調治工程,在深泓線可能擺動范圍內均應布設橋孔。山前區河段橋孔布設沖積漫流河段宜在河流上游狹窄段或下游收縮處跨越。若橋位通過河床寬闊、水流具有顯著分支處時,可用一河多橋方案,并在各橋間設置人字形封閉導流堤。橋下凈空應考慮河床淤積影響。山前變遷河段橋孔允許較大壓縮河灘,需輔以適當的調治構造物。橋軸線一般應與河岸線或洪水總趨勢正交。一般河灘路堤內不宜設置小橋或涵洞。如采用一河多橋方案,則臨近主河槽的支汊需堵截。第四節橋面高程的確定壅水計算橋前最大壅水高度(m):天然狀態下橋下平均流速(m/s),=天然狀態下橋下通過的設計流量(m3/s)÷橋下過水面積(m2)壅水曲線全長I:水面比降。橋下壅水高度確定一般可采用最大壅水高度的一半;河床堅實不易沖刷時,可采用橋前最大壅水高度值;當河床松軟易于沖刷時,橋下壅水高度可以不計。浪高計算一般,橋位現場調查取得。調查有困難時,附錄十四公式計算,或按附錄十四附表14-11-1~14-11-6查取。推求橋面高程時,取計算浪高的三分之二計入。河彎兩岸水位高差計算河彎兩岸水位高差(m)B:河彎水面寬度(m);灘地有叢林或死水時,該部分水面寬應予扣除。R:河彎曲率半徑(m),=(凹岸曲率半徑+凸岸曲率半徑)/2。水拱、局部股流壅高、墩前水流沖高和河床淤積高度,可通過實地調查確定。橋下凈空不通航河流不通航河流橋下最小凈空橋梁部位按設計水位計算要求的橋下凈空(m)高出最高流冰水位以上的凈空(m)梁底0.500.75支座墊石頂面0.250.50拱腳按注(1)要求辦理0.25注:(1)無鉸拱的拱腳,允許被設計洪水淹沒,淹沒高度一般不超過拱圈矢高的2/3;拱頂底面至設計水位的凈高不小于1m。(2)表列最小凈空與注(1)的凈高,還應根據河流的具體情況,酌情考慮壅水、浪高、河床淤高、漂浮物和流冰阻塞的影響適當加高,見公式(8.4.6-1)。對山區河流,水位變化大,橋下凈空可適當加大。通航河流通航河流橋下凈空尺度橋下凈高:設計最高通航水位起算。橋下凈寬:設計最低通航水位時橋墩之間的凈距。第五節橋梁墩臺沖刷計算橋梁墩臺沖刷:河床自然演變沖刷、一般沖刷、局部沖刷,確定墩臺基礎埋深的重要依據。河床自然演變沖刷四種類型:河流發育成長過程中河床縱斷面的變形,如河源段的逐年下切、河口段的逐年淤積。河槽橫向移動所引起的變形,如邊灘下移、河灣發展、移動和栽彎取直等。河段深泓線擺動引起的沖刷變形。在一個水文周期內,河槽隨水位、流量變化而發生的周期性變形。當河道經過整治或橋位上下游修建水工建筑物時,
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