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平原低洼地区的桥涵水文学

【摘要】:调查多沙河流的行洪滩地淤积情况,了解放淤引水能力。桥面设计高程不应低于本书第5章的计算值,梁底高程亦不应低于堤顶高程。对远期可能拓宽河槽的,桥长应考虑一定的预留量;梁底高程应高出远期规划的堤顶高程及防洪通道的要求。通航的河渠尚应考虑通航的要求。

1.水文调查内容

了解流域历史、现状和治理规划,收集流域河道、堤防、泵站、涵闸、防洪、分洪、排涝等规划报告,河道纵横断面设计资料及大比例尺地形图。调查有关跨流域的规划,以及河网、圩区的分布;各圩之间、各河汊之间及其与主河道的联系和水流调节方向;蓄洪、滞洪、分洪区和堤闸的分布、设计标准及运用原则,以及历史上溃堤破圩和蓄洪、分洪情况与各种特征水位。调查多沙河流的行洪滩地淤积情况,了解放淤引水能力。对设有防洪堤的江、河,应调查桥址附近的堤防标准、最大安全排洪流量和防洪保证水位、防洪堤断面尺寸和构筑质量;调查历史最高洪水位和堤防间通过的最大流量;调查堤防溃堤破圩和漫溢情况;收集堤防出水口的河沟排水量及泵站排水等资料;实测堤顶最高、最低及堤防内河滩上最高积水高程;了解提高堤防标准的规划等。在内涝区,还应调查地形地貌、地质情况,圩内农田灌溉系统,河沟和湖塘的滞洪、蓄洪条件,水利设施、泵闸排水能力、排涝沟渠遭遇外江、外河和外海水位顶托过程;最高内涝水位、历时和相应年份的降雨量。对灌溉区主要应调查灌溉系统的分布、调节水流的方向、排灌方式及水源等资料。对大型干渠、支渠应向水利部门收集断面尺寸、最大灌溉流量及相应水位资料;兼有排洪的渠道,尚应收集渠道最大排洪流量及相应水位。对综合利用的河网航道,尚应收集航道等级、最高与最低通航水位、设计最高洪水位与相应的流速、流量资料;调查通航规划及航道清淤情况等资料。收集蓄滞洪区的滞洪高程、面积与容积的关系图表、进水退水率、分洪闸出流曲线及历次实测水文资料。如桥址上游蓄滞洪区有预定的临时炸堤扒口分洪计划的,应收集其位置、分洪条件与分洪量,以及分洪后削峰塌平水位,炸堤时蓄滞洪区内积水高程、决口断面及最低点高程等。

2.水文计算

水文计算可按下列规定进行。

(1)内涝区的设计水位可按式(7-12)计算,排涝设计流量可按当地排涝公式计算,或采用水利部门提供的资料确定:

式中 HP——设计水位,m;

H——历史最高积水位,m,现场调查确定;

ΔH——设计水位与历史最高积水位的差值,m;

Δh——设计频率降雨量与历史最高积水位相对应的降雨量之差,m。求算各时段的设计频率年最大降雨量与历史最高积水位年份对应的年最大降雨量比较,取最大差值;

F——流域汇水面积,m2

Aj——历史最高积水面积,m2,在大比例尺地形图上,结合调查积水范围求得。

(2)引水、排洪渠道的设计流量与水位可取渠道主管部门提供的最大引水流量或最大排洪流量及相应水位。当无流量、水位资料时,可采用明渠均匀流公式计算。(www.chuimin.cn)

(3)有防洪堤河道上的设计流量与水位应采用河道最大安全泄洪流量及相应的水位。当有提高标准的规划时,可予以考虑。

(4)通航河渠,当有人工构造物调控水位时,可取主管部门提供的最大流量和相应水位作为设计流量和水位;无人工构造物调控时,可采用调查最高水位,应用明渠均匀流公式计算设计流量。

3.桥孔计算

桥孔设计应根据桥梁所处地理环境和不同的水文条件,分别按下列方法确定。

(1)内涝区排涝沟渠上的桥梁,根据设计流量与水位布设桥孔。桥孔不宜压缩过水面积,并应考虑远期发展的需要。桥面设计高程不应低于用本书第5章公式的计算值。

(2)引水、排洪渠道上的桥孔不宜压缩过水面积。梁底高程应高出规划增高的渠顶高程,兼有航运任务的渠道,尚应考虑通航的要求。

(3)滞洪区上的桥长,应用水量平衡方程及桥孔出流公式联合求解;蓄洪区上的桥长,应考虑桥前积水折减后的流量计算;分洪道上的桥长,应以本流域流量加上分洪流量计算。桥孔不应压缩主流区和排洪河道的过水面积,桥前壅水高度不宜超过允许值。桥面设计高程不应低于本书第5章的计算值,梁底高程亦不应低于堤顶高程。

(4)有防洪堤河道上的桥孔最小净长,应以桥前允许壅水高控制。对远期可能拓宽河槽的,桥长应考虑一定的预留量;梁底高程应高出远期规划的堤顶高程及防洪通道的要求。通航的河渠尚应考虑通航的要求。

(5)受下游人工建筑物或江河湖泊回水顶托时,应按回水顶托情况验算桥孔,并应充分考虑泥沙淤积的影响。

4.桥下冲刷计算

桥下冲刷深度可按本书第6章的规定和公式计算确定。基础埋置深度要考虑排除盐碱要求,对于远期有可能成为排涝沟渠的,基础埋深亦应考虑排除盐碱要求,同时还应考虑防洪和开挖河道造成河底高程降低的影响。引水、排洪、排涝和灌溉渠道上的墩台基顶高程宜低于渠底高程0.20m。墩台基底最小埋置深度可按第6章确定。