桥涵水文课后习题答案docx.docx
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桥涵水文课后习题答案docx
习题4-1
各测点部分的平均流速、各部分面积、各部分流量计算结果如下表。
测点号（Si）
1
2
3,4
5
6
7
合计
测线平均流速0
（mis）
0.7
1.8
2.27
2.35
1.8
1.78
7
断面面积w.（m2）
2.84
17.86
26.93
7.28
16.11
1.98
73.03
流量0（m3）
1.99
32.15
61.13
17.11
29.00
3.52
144.95
因此水位标高31m时通过的总流量：
Q=£q=144.95冰/$
过水断面面积：
.=工辎=73.03矛
断面平均流速：
v=—=1.985/m/s
将所得结果标到该形态断面水位关系曲线图上，如下:
043.18631294172X5215.7
I|||||V
00440881321.7622
习题4-2
解：
将截面分为三部分，各部分湿周、面积、水力半径计算如下:
1、左河滩部分：
湿周：
1左=J（8.75-6.5尸+（31.04-28.48乎=3.38m；
而知（8.75-6.5）x（31.04-28.48）°面相：
件==2.835用；
水力半径：
R=w/x=-—=0.84/77,R3=0.89加；3.38
1?
1
。
左=—R3/2S=12x0.89x0.0546x2.835=1.65〃?
3/s工n
2、河槽部分：
湿周：
*曹=J1.182+5.672+7.20+V1.182+2.32=15.60m；
面积:
w槽=S,+S3+S4+S5—52.07〃?
~；
水力半径：
R=w/x==3.33m,=2.23m；
15.60
]2上1
流量：
Q槽=—R3尸s=6.34—仃/sBnn
3、右河滩部分：
湿周：
x右=V6.992+（2.56-2.05）2+a/2.052+1.972=9.88m；
面积：
W^=S6+S1=18.09/n；
1OQQ2
水力半径：
R=w/x==1.83m?
7?
5=1.50秫；
9.88
12J.
流量：
Q右=-7?
3/2S=12x1.50x0.0546x18.09=17.78m3/5o1n
因为：
Q槽=6.34』=Q—Q右一Q左=144.95—17.78—1.65=125.52m3/sen
所以可得主槽的糙率：
上=0么34=19.8
习题5-1
解：
第一步，按流量Q按递减顺序重新排列，并用维泊尔公式计算经
验频率,=4x100%，得到下表的排布:
〃+1
该桥的最大洪峰流量
顺序
号（m）
按年份顺序排列
按大小排列
经验频率（%）
p=4xioo%
H+1
年份
流量（m3Is）
流量（m3Is）
1
1950
70
86
4.2
2
1951
34
73
8.3
3
1952
50
70
12.5
4
1953
43
68
16.7
5
1954
48
65
20.8
6
1955
65
56
25.0
7
1956
54
56
29.2
8
1957
12
54
33.3
9
1958
28
50
37.5
10
1959
39
48
41.7
11
1960
56
47
45.8
12
1961
68
43
50.0
13
1962
47
42
54.2
14
1963
33
39
58.3
15
1964
22
36
62.5
16
1965
7
34
66.7
17
1966
86
33
70.8
18
1967
56
28
75.0
19
1968
36
25
79.2
20
1969
25
22
83.3
21
1970
16
16
87.5
22
1971
73
12
91.7
23
1972
42
7
95.8
第二步，计算统计参数。
=妄=*43.9"；
n旨23
第三步，将各流量样本值和相应的经验频率值绘于海森机率格纸上,
如图4-1
第四步，计算一组理论频率曲线，计算过程列于下表：
p（%）
1
5
20
50
90
95
曲线号
e=43.9
".47
G=0.2
她
Qp
2.47
1.70
0.83
-0.03
—1.26
-1.59
1
2.16
1.80
1.40
0.99
0.41
0.25
94.82
79.02
41.46
43.46
18.00
10.98
e=43.9
Cv=0.47
Cs=0.4
/
Kp
Qp
2.62
1.75
0.82
-0.07
-1.23
-1.52
2
2.23
1.82
1.39
0.97
0.42
0.29
97.90
79.90
61.02
42.58
18.44
12.73
注：
K广伯+1；Qp=KpXQ；其中假设G分别为0.2、0.5。
第五步，将这两组理论频率曲线绘制在海森机格纸上，如图4-1
选择一条最合适的曲线，在上图中，以偏差系数Cs=0.2时的曲线与经
验点群吻合得较好，最终确定其为选定的理论频率曲线。
该一般大桥的设计流量为95.6仃/$
习题6-1
解：
1、检算梁底水位
（1）由题4-1形态断面水位关系曲线，得设计流量通过时的水位标高
为30.50mo
因为河道接近均匀稳定流，所以设计流量通过桥址断面的水位标
Hp=H《-Ixl=30.50-0.0029835x120=30.14（时
下面用CAD做出图形，如下：
8.8,7.25,7.22,7.25
通过CAD中的查询功能，查询出各部分的过水面积和湿周整理如下表
所示：
过水
面积VV
湿周X
水力半径
R
流速V
12£
V=—R3【2
n
流量Q
桥下左滩
1.13
2.18
0.52
0.42
0.48
桥下主槽
41.73
15.83
2.64
2.08
86.96
桥下右滩
10.43
8.69
1.20
0.74
7.72
注，结果保留小数点后两位
（2）计算桥下壅水高度AZ
扣除墩台阻水面积后的桥下净面积为
w广50.90-1.15x2x（30.14-26.61）=42.80m2
桥下流速
建桥前从桥孔部分通过的流量为
Q=86.96+9.18x0.74=93.75m3/5
^om
因此R=W=1.24
查图6-2,Ks=0.65,得桥前壅水高度
（v,„2f（2.232—1.8F）=0.23〃?
a/1.24—1
取桥下壅水高度AZ=0.5x0.23=0.125/h
⑶检算标高
最高水位Hs=Hp+AZ+Al=30.14+0.125+0.3=30.57m<30.88m
所以最高水位低于桥梁梁底，高桥下净空（30.88-30.57=0.31m）小于
规定的0.5m,因此梁底水位标高不满足要求。
2、检算基础埋置深度
（1）桥下河槽部分通过的设计流量
=四丝X95.6=87.36冰/s
-86.96+0.48+7.72
（2）计算单位流量集中系数
按平滩水位计算河宽旦=24-8.8=15.2m
按平滩水位计算平均水深乩=（15・2+7.2）xl.5x0.5=1105m
=1.2082
⑶河槽桥孔部分的过水净宽％=15.2-2x1.15=12.9仞
桥下河槽断面的最大水深Hcm=30.14-27=3.14m
桥下河槽断面的平均水深Hcq=节翁=2.745仞
与汛期含沙量有关的系数E=0.66
取河槽流速为设计流速vp=2.Q8m/s,单跨孔径l0=6.07//7,查表
桥墩水流侧向压缩系数〃=0.93
（4）计算桥下一般冲刷后的最大水深外
X5/3
cm
，Icq/
~-1/6
Ed
假定一般冲刷线位于细沙层，d=20mm,则
一般冲刷线标高=30.14-4.01=26.13m>26m,假定正确。
（5）墩前行进流速为
_1/6
/\0.14
hn
-10+/?
332』+-^
d
v=EdW=0.66x20|/6x42/3=2.74m/s
⑹计算河床泥沙启动流速v0=0.0246上
\dJ
假定最低冲刷线位于标高26m以下，取d=100mm
（7）敦形系数K*=0.99x0.99=0.9801
桥墩计算宽度坊=砧+"=1.泓
河床颗粒的影响系数匕=0.8冬+击=0.50166
\ddJ
（8）敦前泥沙起冲流速
z_\0.06
1/-«nn、。
。
6
v0=0.462—%=0.462X——x2.8549=1.7242加/s
5,°11.15）
_0.19
z、0.25dz、0.25x100°」9
另外，指数〃i=g|J=1.02
（9）桥墩局部冲刷
（
■yi
Vo-v0）
C?
74-172
=0.9801x0.50166x1.1506（2.85-1.72）=0.54所
I^2.85-1.72）
最低冲刷线标高=30.14-4.01-0.54=25.59m<26m,说明假设正确。
（10）检查基础埋置深度
冲刷总深度=4.01+0.54=4.55m。
基础埋置深度=25.59-25.41=0.18m。
基础必须埋置深度=2m。
因此1号基础埋置深度不满足规范要求。
习题7-1解：
第一步：
由式（2-6）知s,="24（24）1=95.39
1J_
第二步：
计算产流历时tc=（1-〃）％"=「（1-0.65）竺龙卜=118.31（/?
）
LaJL1-5J
第三步：
计算平均流速0,
标号一，假设，Q'=2000且.丁，即全面汇流，由全面汇流公式:
0.27必丁=二^=7.4
mQ^I3
a=\-^-Tn=0.942
Sp
Qp=0.278a=1428.3（冰/s）
由于，假设值与实际值差别比较大，故转向标号一，再计算:
假设，2；.1400且，°〉丁，即全面汇流，由全面汇流公式：
丁=导=8.10
mQ^I3
a=l--^r"=0.939Sp
Qp=0.278a=1342.5（冰/s）
此时，假设值与实际值差别比较大，故转向标号一，再计算:
假设，。
'=1350且>丁，即全面汇流，由全面汇流公式：
丁=导=8.17
mQ^P
a=l-J=0.936sp
Qp=0.278a：
F=1330（*/s）
此时得到的结果为1330,经行验算：
=1.5%<10%,故可以得知，Q'=135（W/s为满足条件的百年
一遇的洪水。
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