浅析抚顺旺清门至南杂木高速公路小桥涵设计流量的计算方法

浅析抚顺旺清门至南杂木高速公路小桥涵设计流量的计算方法 浅析抚顺旺清门至南杂木高速公路小桥涵 设计流量的计算方法 ? 50?北方交通 浅析抚顺旺清门至南杂木高速公路 小桥涵设计流量的计算方法 韩丽娜 (辽宁省交通规划设计院,沈阳110005) 摘要:4i-绍了旺南高速公路小桥涵设计流量的四种计算方法:迳流公式(公路科研 所简化公式),全国水文分 区经验公式(桥位设计手册/第197页),杨则乙辽宁省公路小桥涵设计流量计算公 式,暴雨强度公式(辽宁省水文 图集/第36页),并对这四种方法计算结果进行了分析比较. 关键词:小桥涵;水文;算法 中图分类号:U442.34文献标识码:B文章编号:1673—6052(2009)11—0050—03 1前言 小桥涵是高等级公路的重要组成部分,在公路 建设中占较大的数量和比重,而小桥涵流量是确定 其孔径及类型的主要依据,准确的小桥涵流量计算 对于保障公路安全,节省公路造价具有重要意义. 由于小流域(指汇水面积小于100kin的流域)汇水 面积小,洪峰流量淹没范围小,且洪水历时短,一般 都没有水文观测资料,辽宁省各地区气候,地形,地 貌,地质,植被及水利条件等差异又较大,这就给小 桥涵流量的精确计算带来一定的难度.本文根据抚 顺旺清门(吉辽界)至南杂木高速公路小桥涵水文 外业调查数据,分别采用迳流公式(公路科研所简 化公式),全国水文分区经验公式(桥位设计手册/ 第197页),杨则乙先生的辽宁省公路小桥涵设计 流量 计算公式 六西格玛计算公式下载结构力学静力计算公式下载重复性计算公式下载六西格玛计算公式下载年假计算公式 ,暴雨强度公式(辽宁省水文图集/第 36页)四种方法来推算旺南线K98+200,K153+ 950区段内的小桥涵流量,并将计算结果通过图表 形式进行相关数据分析,从而得出较为符合该路线 通过地区实际情况的流量计算方法. 2设计流量计算 现采用四种方法分别计算主线ZK102+145.00 处小桥涵流量,具体计算过程如下: 2.1采用迳流公式(公路科研所简化公式) 径流形成法是从分析汇水区形成和影响地面径 流的因素(如:暴雨强度,汇水面积,土壤类型,地形 等)着手,建立这些因素与设计流量的函数关系. 详见《涵洞》手册第108页公式4—8 Q=?(h—z)?F4/?8??8 人民交通出版社.2000.1988 [8]范立础.预应力混凝土连续梁桥[M].北京:人民交通出版社, ResearchonConstructionTechnologyforPrestressedSimply——Supported ConversingContinuousGirderBridgeandQualityControllingMethods AbstractThepapersummarisesconstructiontechnologytoprestressedsimply—— supportedconversingeontin-? HOUSgirderbridge,analyzesproblemsappearinglikelyinthecourseofconstruction.Itprop osesrationalquality controllingmethodsfromseveralaspectsofconcreteproportioninganditsplacement,constr uctionofprestress stretching,geometricalsizeofgirderbody,constructionofwetjointatconnectionsectionasw ellasconversionof structuralsystemetc,whichownagiveninstructiveroleinsimilarengineeringconstruction. KeywordsPrestress;Simply— supportedconversingcontinuousgirder;Constructiontechnology;Quality contro1 第l1期韩丽娜:浅析抚顺旺清门至南杂木高速公路小桥涵设计流量的计算方 法?51? 公式中参数:Qp一频率为P时的雨洪设计流量 (m./s);本桥涵汇水面积F=0.633km,主河沟平 均坡度Iz=196%o,主河沟长度Lz=1.415km;通过 查表取得下列各参数值:地貌系数=0.14,水库 (湖泊)控制的汇水面积F=0,汇流时间下=30min, 地面径流厚度h=49(mm),滞留径流厚度z=13 (mm),洪峰传播的流量折减系数B,降雨量不均折 减系数湖泊(小水库)调节折减系数8取1.0,将 各参数代人公式: Q._1%=0.14X(49—13).×0.633×1.0× 1.0×1.0=21.0(1TI/s) 2.2采用全国水文分区经验公式(桥位设计手册/ 第197页) 该经验公式将全国分为111个分区,各个分区 频率为P=2%的洪水流量可查表取得: Q2%=KF 公式中参数:本桥涵所属区域为14区;通过查 表3—5—1(桥位设计手~/P197),K=33.70,n= 0.68,模比系数Q/Q:=1.21.将各参数代人公 式: Q1%=K1%×Q2%/K2%=K1%×KF/K2%= 1.21×33.7×0.633.?胡=29.9f1TI/s) 2.3杨则乙先生的辽宁省公路小桥涵设计流量计 算公式 该公式是当时沈阳市交通局公路设计室杨则乙 先生及其同事依据1982年沈阳区域小桥涵流量计 算研究课题,继而进行的辽宁省内小桥涵流量计算 研究成果提出的: Q2%=0.278×巾×S2%XF/,r" = 0.278××H24×K2%×24n2一×17/((K1 X(L/J0))") 公式中参数:(辽宁地区C.=3.5C)C=0.5, 省内划分6个自然区,本桥涵所属为三区,Q一频 率为2%时的雨洪设计流量(m'/s),历年年最大暴 雨均值H孙时=85(mm),通过查表得各参数K, ,rll,n2,K1,m,n,汇流时间T=Kl×(L/Jo.)= 0.18(hour).将各参数代入公式: Q2%=0.278x0.8×85x2.42x24'.?一''× 0.633/0.18.?=27. 69(ITI/s) Q1%=1.2×Q2%=33.2(m/s) 2.4采用暴雨强度公式(辽宁省水文图集/第36 页) 本公式是省内水利部门在多年的观测与研究过 程中 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 出的一套比较完善的,具有很强针对性的 计算办法.通过查表取得公式中的各个参数,代入 公式: Q1%=0.278×1%K1%×P24年均×F/(24一丑2× 丁") =0.278×0.84×2.74×85×0.633× (24'卜'×0.18.?)=33.2(1TI/s) 用此四个方法将旺南高速公路主线K98+200 , K153+950区段内逐个小桥涵流量进行计算后, 画出图形如图1: :+科研所简化公式{ ;一…水文分区经验公式l ;一?一辽宁扬U乙公式 i——x一暴雨强度公式.i 图1小桥涵产流分析图 图1中产流是指lkm的设计流量(m/s),因相邻地区每个冲沟的地质,地貌,植被,辽 宁省短历时 ? 52?北方交通 暴雨指数等影响流量的计算因素较为接近,故在旺 南线小区段范围内小桥涵的产流有较大的离散性是 与实际不符的. 3四种流量计算方法的比较和分析 (1)迳流公式(公路科研所简化公式):其优点 是方法较为简单,但在确定本公式各参数过程中,只 考虑了区域的普通性',故各参变系数只是简化的概 略值.还有对暴雨递减指数,地面径流厚度,暴雨分 布区和土壤分类等值的定义显得较粗略,应用迳流 公式往往使计算结果偏大或偏小,使得邻近地区小 桥涵产流的离散性较为突出,从小桥涵产流分析图 中可看到旺南线的小桥涵计算结果总向偏小. (2)全国水文分区经验公式(桥位设计手册/第 197页):本公式的优点是方法较简单,参变系数查 表即可,但对国内各省具体区域地质,地貌,植被等 影响流量计算诸因素的界定有些笼统,小桥涵产流 分析图中也表明,邻近地区小桥涵产流的离散性较 突出,说明应用该公式计算旺南线小桥涵流量与实 际情况有差异. (3)杨则乙先生的辽宁省公路小桥涵设计流量 计算公式及采用暴雨强度公式(辽宁省水文图集/ 第36页):两公式是结合辽宁省境内各地区地质, 植被,流域特征等影响流量计算的诸多因素,根据多 年的实测结果,研究总结出的比较完善,具有很强针 对性的计算办法.小桥涵产流分析图中也表明应用 两公式计算流量结果接近,从分析图中可看到旺南 线K98+200一K153+950区段内小桥涵流量的产 流介于迳流公式和全国水文分区经验公式计算结果 之间,小桥涵产流的离散性偏差较为适宜,说明计算 结果与实际情况接近,旺南线最终采用暴雨强度公 式(辽宁省水文图集/第36页)计算了小桥涵流量. 综合上述对四种计算方法的分析和比较,可以 看出不同的方法具有各自的特点,但是其共同点就 是由于计算流量因受多种因素的影响和地区差异性 的制约,目前想用简单的方法计算出可靠的数据还 是比较困难的.因此,计算省内的小桥涵流量,在条 件许可的时候,建议采用上述四种方法计算并将计 算结果相互比较,最后根据计算结果画出小桥涵产 流分析图,从而找出适合本地区的计算方法. 4结束语 山区流域大都坡陡流急,流量计算与实际洪水 情况相符的程度将直接关系到整个线路的安全使用 与工程投资.因此,选用流量计算公式是务必要慎 重的,笔者在对旺南线的小桥涵设计流量的计算过 程中,认为采用暴雨强度公式(辽宁省水文图集/第 36页)是旺南线比较适宜的小桥涵设计流量计算方 法,上述是我在旺南线高速公路小桥涵水文流量计 算中的一点儿体会,与同仁共勉. 参考文献 [1]顾克明,等.公路桥涵设计手册(涵洞)[M],2001. [23高冬光.公路桥涵设计手册(桥位设计)[M],1998. [3]杨则乙.辽宁省小桥涵设计流量的计算.1990. SuperficialAnalysisofComputationalMethodforDesignDischarge ofSmallCulvertonFushunwangqingmen——NanzamuFreeway AbstractThepaperintroduces4typesofcomputationalmethodsfordesigndischargeofculvertonWang—— NanFreeway:pathflowformula(Shoa— CutFormulaofHighwayScientificResearchInstitute);empiricalformulaof hydrologicaldivisionofthewholenation(DesignHandbookforBridgeSite,1979.);countingformulafordesigndis— chargeofsmallculvertonLiaoningProvicialghighway,toYangZeyi;formulaforrainstormstrength(LiaoningPro— vineialHydrologicalAdas,36P.).Italsoanalyzesthecountingresultsofthose4kindsofmethodsandcontrasts 山eneachtoother.? KeywordsSmallculvert;Hydrology;Algorithm