大工20秋桥涵水文大作业及要求

网络教育学院网络教育学院 《桥涵水文》离线作业《桥涵水文》离线作业 大工大工 2020 秋《桥涵水文》大作业及要求秋《桥涵水文》大作业及要求 题目一：计算题题目一：计算题 某公路桥梁跨越一条平原河流， 桥位河段基本顺直， 上游有河湾， 河床平坦， 两岸较为整齐，无坍塌现象。河槽土质为砂砾，河滩为耕地，表层为沙和淤泥。 实测桥位河流横断面如图 1 所示，可作为水文断面进行流量计算。经调查确定， 桩号 K0+622.60 为河槽和河滩的分界，选定粗糙系数为：河槽m c  1  40，河 n c 滩m t  1  30。调查的历史洪水位为63.80m，洪水比降为0.3‰，试求其相应的 n t 历史洪水流量。 图 1 河流横断面图 题目二：计算题题目二：计算题 对某水文站 22 年不连续的年最大流量进行插补和延长后， 获得 n=32 年的连 续年最大流量系列 （如表 1 所示） 。 采用耿贝尔曲线作为理论频率曲线， 试计算Q 1% 和Q 2% 。 表 1 年最大流量表 序号年份流量 （m3/s） 序号年份流量 （m3/s） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1951 1952 1953 1954 1955 1956 1957 1958 1959 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 767 1781 1284 1507 2000 2380 2100 2600 2950 3145 2500 1000 1100 1360 1480 2250 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 3408 2088 600 1530 2170 1650 840 2854 1300 1850 900 3770 1900 1080 1010 1700 题目三：题目三： 举例说明如何确定墩台最低冲刷线的高程？应注意哪些问题举例说明如何确定墩台最低冲刷线的高程？应注意哪些问题 （建议必要处通过计算说明。（建议必要处通过计算说明。 ）） 回答内容应与题目要求相一致，字数不少于 1000，字体宋体小四字，1.5 倍 行间距。 题目四：题目四： 结合工程实例，结合工程实例， 谈谈桥位河段水流建桥前后有何变化？各具谈谈桥位河段水流建桥前后有何变化？各具 有什么特点有什么特点? ?（可结合工程实例，并附图片说明。（可结合工程实例，并附图片说明。 ）） 回答内容应与题目要求相一致，字数不少于 1000，字体宋体小四字，1.5 倍 行间距。 答答: : 之前是天然状态,和其他河段一样,但是建桥之后河流受到桥头引道的压缩和桥墩台阻 水的影响,改变了水流和泥沙运动的天然状态 ,引起河床的冲淤变形,导致水流对对桥梁墩台 基础的冲刷,危及桥梁的安全. 1.建桥前 由于桥位-般选在顺直河段，可以看成是均匀流(各个断面的比降、流速均相等)，任意-一个 断面的输沙存在-一个动态平衡状态。 2.建桥后 建桥后桥位河段的水流和泥沙运动状态是桥孔水力计算的依据， 但桥位河段的水流和泥沙运 动十分复杂，目前只能在某些假定和实验的基础上提出简化的水流图式。 桥渡的修建总是对河床有一定程度的压缩， 使桥位河段天然水流遭到破坏，引起水流状态 变化，水面有雍高和跌水现象，河床有淤积和冲刷现象。 (1)桥位上游 在①-②之间形成了-一个雍水区，水面逐渐升高△z,水面呈 a1 型曲线，随着水深的增加，水 面坡度 i 和流速 v 逐渐减小，水流挟沙能力减弱，不能继续全部输移上游到来的泥沙， 因而在①-②之间逐渐沉积下来。 雍水区长度: l=(1-1.5)L L 为桥孔长度 当有导流堤时，雍水区长度较大。. (2)桥位上端一溢流区 ②-③之间，过水断面逐渐减小(水面逐渐被压缩呈漏斗状)，水面坡度 i 及流速也相应增大， 挟沙能力也逐渐增大,水中的来沙逐渐小于去沙，从而产生冲刷。溢流区长度为 L~Lp，Lq 为导流堤在桥位上游的长度。 (3)桥位下端一-压缩区 ③-③ 之间，水深继续降低，由于有桥墩的阻水，水流速度继续增大，继续造成冲刷。 (4)桥位下游-扩散区 水流逐渐扩散至天然河宽， 流速逐渐变小直至恢复天然河道流速， 水流的携沙能力由大变小， 在河床上从冲刷变小到出现淤积，又从淤积逐渐减小到恢复天然河道河流状态。 水流输沙不平衡引起河床演变，上游来沙量大于河段水流挟沙能力，床面淤积；反之， 上游来沙量小于河段水流挟沙能力，床面冲刷。水流和床面相互作用，形成河床演变。 2、 以大中桥为例，说明建桥后河床演变的发展如何？ 答：建桥后，桥墩桥台占据了原有的过 水面积，使过水断面减小，产生断面收缩，流速增大，水流挟 沙能力增强，对河床产生了 冲刷，水流通过桥位断面后，在桥下游过水断面突然增大，流速降低，挟沙能力减弱，泥沙 淤积，冲刷一段时间以后又使河床断面加大， 从而流速降低，挟沙能力降低，渐渐达到了水 流输沙的相对平衡。 建桥前后的河床演变的相关分析,为保证大桥的上下游区段的河床稳定,对该桥址区段进 行的航道施工,实施一定的人为控制是非常必要的,因此,在今后的工程设计中,要求设计人员 认真地考虑以上河床演变分析,保证工程设计的经济、合理,符合建桥后的河床的稳定。