桥   涵   水   文 武汉理工大学交通学院   谭金华 自我介绍: Tel： 027-62433200 13476130052 Email: tan－jh@163.com 水文学与桥涵水文基本概念 水文学定义：研究地球上水体存在、循环、分布和它在地面、地下运行变化规律的科学。 水文学分类 桥涵水文学属于工程水文学一类。《工程水文学》是一门阐述和运用水文规律、开发和发挥工程效益、为国民经济服务的学科。 水文学分类 陆地水文学分类 桥涵水文学基本概念 桥涵水文学属于工程水文学一类。 《工程水文学》是一门阐述和运用水文规律、开发和发挥工程效益、为国民经济建设服务的学科。 《桥涵水文学》则是服务于桥涵工程的规划、设计、施工、养护，主要叙述水循环从降水到径流这一过程中，关于地面径流(特别是河流中的洪峰流量)的形成、观测和以设计洪峰流量为主的分析计算、水位、冲刷深度计算等内容。 在桥涵(或线路)的规划设计阶段，需要合理地确定工程的规模。考虑到桥涵是泄水建筑物，其规模决定于通过洪水的大小。因而水文计算的主要任务是预估某桥涵工程所在河段未来整个使用期间的水文情况。  知识点链接 1、水文方面 2、地质方面 3、结构受力方面 4、施工方面 优点 上承式吊桥具有结构性能好、施工事故风险小、可降低造价等优点．在一定的地形、地质条件下是一种可供选择的桥型  在主索采用混台锚、后张拉自锚索调整主梁应力 及施工控制、结构抗震性能方面具有探索意义。  缺点 拉索与梁体为爪式联接，受力复杂，传力路径不明确。  拉索最小倾角为：13.3度，与现在斜拉桥规范所要求的23度相去甚远。  叶脉性的拉索计算和施工都存在问题，三股索的索力在计算和施工中存在很多需要解决的问题。  本桥梁实际施工经历 施工单位为丙级的建筑工程公司，无任何桥梁建造经历。 主梁预制的精度太差。 现场无监控措施，无有效的测力手段。  部分构件砼强度不合格，钢筋有漏安装现象。  节段标高和主梁线性失控。  此桥结局 1987年 四川达县 施工中倒塌 施工承包方兰州铁道学院负全部责任,赔款375万; 上至院长,下至系主任,基本上因此事下课;  复核计算没有发现设计问题，安全系数为7左右 但设计者唐老师的教授没有办法评了,写好的宣传材料作废了; 后来唐老师调走了。 此桥后续 吸起该桥教训，已在湖北勋县建成了勋阳汉江公路大桥，1992年上半年建成通车，历时三年。了却了老前辈们的心愿。 该桥主跨414m，采用背索采用岩锚，其一些研究技术成果还被后建的上海杨浦大桥所采用。如：斜拉索于塔内壁锚固。 勋阳汉江公路大桥 思考： 桥与水联系？ 三峡大坝泄洪场景 桥梁事故案例一 塌陷部分已全部掉入河中    桥面留下一个近一米宽的大缝 专家勘测结论 排除了桥梁质量问题引发塌陷的可能。专家分析，该桥一共有15个桥孔，只有5个桥孔排水，加之金马河连续洪水，在洪水集中连续冲刷下，两个承重桥墩的基础被淘蚀，加之重力作用，所以出现了塌陷。因为新桥桥墩处于上游，桥墩基础先于旧桥受到洪水冲刷，淘蚀严重，因而首先出现塌陷。而旧桥处于下游，洪水到达时力量已减缓，因而受到淘蚀的情况不严重，所以在新桥出现险情后数小时才垮塌。  其他看法 交通局认为是过度采砂 河道管理部门认为河流缺乏疏浚 民间认为：任何桥梁设计均可能存在问题  案例二 辽宁浑河上游苏子河段的连接抚顺和清源之间的东南杂木大桥发生坍塌 （一） 辽宁浑河上游苏子河段的连接抚顺和清源之间的东南杂木大桥发生坍塌 （二） 辽宁浑河上游苏子河段的连接抚顺和清源之间的东南杂木大桥发生坍塌 （三） 初步分析 中间有一处桥墩被大水冲毁，随之有两跨上部结构掉入水中。  水的流速大，造成桥梁下部基础被冲毁，是冲刷深度大于基础（扩大基础）的埋深所致，纠其原因应该是桥梁设计时未考虑这么大的水，桥跨布置过小，河床段面压缩过大所致。  连接徐州市区主干道淮海路上的一座重要桥梁——弘济桥（原名济众桥）西端桥头堡突然坍塌，约5平方米面积的桥头堡从根部起与主桥断裂有近一米的缝隙。 　　一位目击者告诉记者，他听说弘济桥将于明天剪彩，所以今天一早就来到弘济桥，想看看新重建的大桥到底是什么模样。上午9时45分，施工部门开闸放水准备验证弘济桥的防洪能力。从11时40分起，大桥西端桥头堡受到水的冲击后，慢慢开裂、倾斜；12时左右，弘济桥西端桥头堡突然坍塌，造成1米左右的缝隙断裂，露出里面红色的泥土和一些没有取出的木头。 　　弘济桥位于故黄河市区段，是连接徐州市区主要干道淮海路上的一座重要桥梁，此前由于桥面过窄、交通不便，加之阻水严重，影响汛期行洪，徐州市决定拆除重建。根据设计，重建后的桥面宽42米，除人行道外，还有8条快车道，完全可以满足交通需要；就防洪能力而言，弘济桥的每孔平面宽度为20米，其过水流量每秒钟达到150立方米，完全能达到百年一遇的防洪标准。而弘济桥重建工程是在网上进行了公开招标后，由有关建筑部门接标承建的。 　　据徐州市水利局副局长兼弘济桥改建工程处处长朱开蒙介绍，该工程为徐州市重点项目，设计6月底通车，目前桥梁主体工程已经完工。27日早晨5点多开始拆除拦河主坝（上游坝头），中午1点左右发现翼墙出现开裂、坍塌。经专家初步论证，翼墙开裂、坍塌主要是因为水位落差高达1米之多造成水流过急形成涡流所致。 桥与水 1  墩台埋置深度－泥沙冲刷 2  桥孔长度－泄洪（设计流量） 3  桥面标高－设计水位 其它：桥面排水 桥涵水文学基本内容（一） 水文计算的任务是预估未来的水文情祝。 主要是洪峰流量及其相应的水位。采用概率预估，预估未来某种出现机会的洪水的数值大小。 “水文计算中的数理统计法（第二章）、“(大中河流)设计洪峰流量及设计水位的推求（第三章）”、“小流域暴雨设计洪峰流量计算（第三章）”等内容。 桥涵水文学基本内容（二）  桥孔长度的确定 （第四章） 预估桥梁全寿命期可能的水流冲刷深度和河床变形（第六章） 小桥涵水文水力计算（第八章） 桥位勘测基本知识（第九章）   本课程的主要任务 1 设计水位——确定桥面标高 2 设计流量——初步确定桥涵孔径大小（第      三章） 3 河床变形及冲刷深度——墩台埋置深度（第六章） 4 熟悉桥涵水文基本知识和处理方法 第一章 河川径流  自然界的水循环  地球表面的各种水体，在太阳幅射热的作用下，不断蒸发成水汽，上升至空中，随气流的运动散布到各处，并在适当条件下凝结，以降水(雨、雪、霄、雹等)的形式降落到地面，到达地面的水分，除部分被植物截留和蒸发外，其余的一部分沿地表流动汇入江河，另一部分渗入地下，随含水层流动并以泉水的形式汇入江河，汇入江河的水，大部分流入大海。然后又重新蒸发，继续输移、凝结形成降水，运转流动，往复不已。这种过程，称为自然界的水循环。 第一节 河流和流域 一 河流 第一节 河流和流域 河流是一种天然水体，它由一定区域内的地面水和地下水所补给，并经常或间歇地沿着由其自身所造成的连续延伸凹地流动。 流域  把地面水和地下水补给河流的区域，即河流的地面集水区和地下集水区，合称为流域。 第一节 河流和流域 河流的形成和分段 河系 流域里大大小小的水流路线，构成脉络相通的系统，称为河系，又称水系或河网。 河系由干流及其支流组成。一般把直接流入海洋或内陆湖泊的河流称为干流，汇入干流的称为一级支流、汇入一级支流的称为二级支流，其它类推

1 桥涵水文第一章.ppt