海兰江大桥流量计算一) 形态法: 1、水文基线一1986年流量(距离比较线桥位 830m)使用比降线一的比降值(由实测比降使用最小二乘法算得),将基线一附近调得的11处洪水位(1986年)均推至基线一处,结果见下表比降 0.006 1洪水编号实测洪水位距基线距离基线处共水位上游下游洪1398.553892404.00洪2398.361847403.54洪3399.505397401.93洪4400.091297401.91洪5400.111274401.79洪6399.682247401.19洪7400.301329402.31洪8400.541321402.50洪9399.392447402.12洪10401.68710401.75洪11402.03812402.11其中洪1、洪2为当地村民所指,因其年事已高,记忆不清;洪7、洪 8、洪9亦有其模糊不清之处,均不采用洪3-洪6及洪10、洪11为铁路 巡道工所指,该巡道工已在此处巡道二十余年,责任心强,记忆清晰,指 证果断,经分析较可靠最后决定采用洪10,即推算至基线一处为401.75m为1986年洪水位经计算本水文基线断面1986年流量为476.763m3/s。
根据前面频率分析,采用3.21%为 1986年洪水频率,按《吉林省水文图集》(1974年)上的流域特征值:Cv = 1.15 Cs = 2.5XCv = 2.5X1.15 = 2.875查《公路桥位勘测设计规范》附表13.3得:K1% = 5.60,K3.21% = 4.33则水文基线一:Q]%= K1%/ K5%XQ86 = 615.024 ms2、水文基线一1995年流量(距离比较线桥位 830m)使用比降线一的比降值(由实测比降使用最小二乘法算得),将基线一 附近调得的2处洪水位(1995年)均推至基线一处,结果见下表比降 0.006 1洪水编号实测洪水位距基线距离基线处洪水位上游下游洪1397.628700401.905洪2397.076723401.49353其中洪2为河边大石,记忆准确,且为亲身经历,经分析认为可靠采用洪2,即401.494m为1995年“水文基线一”处的洪水位经计算本断面1995年流量为392.845m3/s根据前面频率分析,采用5%为 1995年洪水频率,按《吉林省水文图 集》(1974)上的流域特征值:Cv = 1.15 Cs = 2.5XCv = 2.5X1.15 = 2.875查《公路桥位勘测设计规范》附表13.3得:K1% = 5.60,K5% = 3.30。
1% 5%水文基线一: Q1%= K1% / K5%XQ86 = 666.658 m3/s3、水文基线三1986年流量(距离正线桥位400m)使用比降线三的比降值(由实测比降使用最小二乘法算得),将基线三附近调得的5处洪水位(1986年)均推至基线三处,结果见下表比降 0.00403洪水编号实测洪水位距基线距离基线处洪水位上游下游洪1383.78189384.14洪2384.3231384.32洪3384.06940384.23洪4384.27545384.09洪5384.19735384.06其中洪1、洪2、洪3、洪4有其模糊不清之处,均不采用洪5为土山镇某村民指证,记忆清晰,指证果断,经分析认为可靠采用洪5,即384.06m为1986年“水文基线三”处的洪水位经计算本断面1986年流量为 482.176m3/s根据前面频率分析,采用 3.21%为 1986年洪水频率,按《吉林省水文图集》(1974)上的流域特征值:Cv = 1.15 Cs = 2.5XCv = 2.5X1.15 = 2.875查《公路桥位勘测设计规范》附表13.3得:K1% = 5.60,K3.21% = 3.30。
水文基线三:Q1%= K1% / K3.21%xQ86 = 622.007 m3/s二) 各种流量计算成果汇总:1、 全国水文分区经验公式:Q]%= 431.388 mP/s2、 全国水文分区经验公式:Q1%= 475.205 m3/s3、 《吉林省水文图集》经验公式: Q1%=688.8 m3/s4、 形态法: 水文基线一(根据1986年流量): Q1%= 665.778 m3/s水文基线一(根据1995年流量): Q1%= 666.658 m3/s水文基线三(根据1986年流量): Q1%= 667.350 m3/s三) 设计流量的确定分析: 1、 2公式为经验公式,仅做校核;3为根据历史洪水位推理,不采用; 4为根据实测数据的出的结论,认为较可靠且桥位与基线断面间距 离较短,无支流汇入,可直接采用基线断面一的流量作为比较线桥位处的 设计流量,采用基线断面三的流量作为正线桥位处的设计流量比较线桥位设计流量: Q1%= 665.778 m3/s正线桥位设计流量: Q1%= 667.350 m3/s孔径计算一、正线:(一)将设计流量Q]%= 512.5m3/s装入顺桩断面图数据准备如下序号桩号高程1+3@392.4082+365i 391.9483+366) 391.2884+371391.0385+37:' 390.8286+377' 390.3087+38() 390.2238+39() 389.9939+40() 389.93310+41() 389.84311+42() 389.72312+424389.27313+431389.77314+43:' 390.86315+444390.87316+45() 392.14317+4531 392.26FD=3,I=0.00403,N=17,Z1=4,Z2=14,Z3=17Ho=388.273m,Hn=392.408m,m1=18,m2=35,m3=18,Qs=5 1 2 . 5 m3/s(二)桥孔长度计算(交角60度)1、采用《桥规》8.2.1-1Lj=K(Qr / Qc)n Bc式中:Qp—— 计流量512.5 m3/sQc——河槽流量485.903 m/sB——河槽宽度61mk、n—数和脂数由表8.2.1-1(次稳定: k=0.95, n=0.87)则 Lj=0.95 (512.5/485.903 阿 61=60.7mL=60.7/cos30°=70.09 m2、 单宽流量计算公式 8.2.1-2Lj = Qp/(P 入)式中:q——可槽平均单宽流量qc= 485.903 /61 = 7.9663m/sP——水流压缩系数由表8.2.1-2(次稳定:p = 0.92(B/h) 0.06cc= 0.92(61/2.151) 0.06 =1.124hc 主槽平均水深2.151mLj = 512.5(/ 1.124*7.966) =57.238 mL = 57.238/cos3°0= 66.093 m3、 根据《桥位设计〉p118公式Wg = Qp / g C1-K ) Vs P ]式中:Qp—设计流量512.5 m/sg = 1-0.375 Vs / Lo = 1-0.375 *3.703/20 = 0.931入=b / Lo = 1.5 / 20 = 0.075P ——根据山前区及本河特性,取1 .0Wg = 512.5 / [ 0.931(*1-0.075)*3.703*1.0 ]= 160.712 m2取桥位中心桩号为K7+410 采用 5孔20m跨径,桥两端桩号为K7+360和K7+460桥下供给面积为154.8 m考虑到桥墩的阻水面积:1#墩(K7+38O: 392.101 - 390.223 = 1.878 m2#墩(K7+400: 392.101 - 389.933 = 2.168 m3#墩(K7+420: 392.101 - 389.723 = 2.378 m4#墩(K7+44: 392.101 - 390.870 = 1.231 m 则桥下阻水面积:(1.878+2.168+2.378+1.2:31*1.5 = 1.483 m2 实际采用的冲刷系数: P =160.712 /(154.8-11.48:3 =1.1214、桥面标高的确定因河滩路堤阻断流量: 1-512.5/512.5=0查《桥规》表8.4.1-2 n =0.055、据河床为中砂含淤泥质亚粘土桥前无壅水△ Z=0 errcn2 0.4854cn cni 0.48346:0.591040.66276cn0.48019O(m)D (m)700m 硕=15m/s700m Pv=18m/s700m Pv=20m/s"丄-1《量》>|s/wi只詈y瞩 曰 I".冒00•寸 g
数据准备如下序号桩号高程序号桩号高程1K5+940400.69118+119395.7642+97()401.05119+127395.2743+98()400.9120+133395.0744+98:399.56121+139395.2745+99()399.27122+146395.3746+99'1397.78123+155395.2747K6+00.5397.79124+162395.3748+02()398.32125+167395.6549+03()398.45126+20(398.08710+04()398.65127+22(397.90711+05()398.57128+235397.90712+05:398.38129+237398.47713+06()398.5130+24(398.52714+07()398.67131+245398.59115+07'1398.78132+248399.02116+09<)397.89133+252399.90117+1161396.324FD=4,I=0.00611,N=33,Z1=3,Z2=6,Z3=26Ho=395.07m,Hn=400.91m,m1=5,m2=7,m3=20,m4=10,Qs=5 1 1 . 5m3/s(二)桥孔长度计算(交角45度)1、采用《桥规》8.2.1-1Lj=K(Qr / Qc)n Bc式中:Qp—— 计流量511.5 m3/sQc——河槽流量508.046 m/sB 河槽宽度101mk、n—数和脂数由表8.2.1-1(次稳定: k=0.95, n=0.87)则 Lj=0.95 (511.5/508.046101=96.517mL=96.517 / cos4°5 =136.496 m2、 单宽流量计算公式 8.2.1-2Lj = Qp/(P 入)式中:q——可槽平均单宽流量qc= 508.046 / 101 = 5.033m/sP——水流压缩系数由表821-2(次稳定:p = 0.92(B/h) 0-06cc= 0.92(101 / 2.016) 0.06=1.164hc ——主槽平均水深2.016 mLj = 51.5/(1.164*5.03) = 87.362 mL = 87.362/cos3°0= 100.877 m3、 根据《桥位设计〉p118公式Wg = Qp / g C1-K ) Vs P ]式中:Qp—设计流量511.5 m3/sg = 1-0.375 Vs / Lo = 1-0.375 *2.495/30 = 0.969入=b / Lo = 1.5 / 30 = 0.05P ——根据山前区及本河特性,取 1.0Wg = 51.5 / [ 0.969(* 1-0.05)*2.495*1.0]= 222.704 m2取桥位中心桩号为K6+105采用9孔30m跨径,桥两端桩号为K5+970和K7+240桥下供给面积为217.83 m考虑到桥墩的阻水面积:1#墩(K6+000): 398.174-397.780 = 0.394 m2#墩(K6+03O: 398.174- 398.450 = 0 m3#墩(K6+00: 398.174- 398.510 = 0 m4#墩(K6+00: 398.174- 398.250 = 0 m5#墩(K6+00: 398.174- 395.700 = 2.474 m6#墩(K6+00: 398.174- 395.330 = 2.844 m7#墩(K6+00: 398.174- 396.610 = 1.564 m8#墩(K6+00: 398.174- 398.410 = 0 m则桥下阻水面积:(0.394+2.474+2.844+1.5:64*1.5 = 10.914 m2实际采用的冲刷系数: P = 222.704(/ 217.83-10.91:4 = 1.0764、桥面标高的确定因河滩路堤阻断流量:1-511.5/511.5 = 0查《桥规》表8.4.1-2 n =0.058、据河床为中砂含淤泥质亚粘土查《桥规》表8.4.1-1桥前壅水计算△ Z=n (Vnt-Va)式中:n =0.05Vm= Vom=511.5/217.8=2.348m/sVo=511.5/217.8=2.348m/s△ Z=09、波浪高度从1: 10000地形图上量得了浪程1000m断面平均水深 h=511.6/217.8=2.349m最大风速为18m/s查《桥规》附表14.11-3D (m)2.02.3492.51000m Vv=15m/s0.49980.5102,'0.51481000m Vv=18m/s0.61793()1000m Vv=20m/s0.67150.68971:彳 0.6976得汛期最大浪高为 0.6179m则0.6179*2/3=0.4119 m10、桥面最低标高Hmin=398.174+0+0.4119+0.5+2.08= 401.165911、公铁分离此桥在夸海兰江后 又加一孔30m (共10孔30m)作为公铁分离此桥同时跨和龙至龙井铁路,所以桥面标高应考虑铁路。
桥位于铁路里程K43+645.6处跨过 该处铁路位于曲线段内,并有超高超高一狈轨顶高程为399.96m考虑铁路纵坡(交叉处为4.3%),且此公铁分离交角为45°,经计算桥梁最夕侧梁底距交叉中心为15.9m考虑电气化铁路的净空为6.8m所以桥面最低标咼为Hmin=399.96+15.9*4.33o+6.8+1.58=4O8.4O9m此标高较水桥算出的标咼401.1659n高,当以此作为整个桥面的最低标咼。