防洪評價計算跨河橋梁工程?
防洪影響分析主要包括以下的工作內(nèi)容:通過橋梁項目建設(shè)區(qū)自然地理、社會經(jīng)濟(jì)及工程現(xiàn)狀的認(rèn)真分析,深入分析并確定流域河道堤防的水利規(guī)劃。根據(jù)建設(shè)項目的情況、可能帶來的影響、所在河段的水文泥沙特性、防洪評價的主要任務(wù),選取有代表性的水文系列進(jìn)行工程實施后的沖刷與淤積計算。計算水文系列的選取要能反映沖刷和淤積的不利水、沙條件組合。根據(jù)建設(shè)項目的基本情況、所在河段的防洪任務(wù)與防洪要求、防洪工程與河道整治工程布局及其它國民經(jīng)濟(jì)設(shè)施的分布情況等,以及河道演變分析成果、防洪評價計算,對建設(shè)項目的防洪影響進(jìn)行綜合評價。
根據(jù)建設(shè)項目雍高和沖刷與淤積分析計算,分析工程對河道行洪安全的影響范圍和程度。對施工方案占用河道過水?dāng)嗝娴慕ㄔO(shè)項目,還需根據(jù)施工設(shè)計方案及工期的安排,分析工程施工對河道泄洪能力的影響。結(jié)合工程的施工進(jìn)度安排,合理分析不同時段的防洪要求。結(jié)合河道沖淤變化的計算,評價項目建設(shè)是否會影響河勢的穩(wěn)定;對工程施工臨時建筑物可能影響河勢穩(wěn)定的建設(shè)項目,應(yīng)根據(jù)有關(guān)計算,分析工程施工其對河勢穩(wěn)定的影響。根據(jù)調(diào)查及有關(guān)部門提供的資料,分析項目建設(shè)對第三人合法水事權(quán)益的影響。
2防洪評價計算
2.1資料選用和設(shè)計水位的計算方法
根據(jù)《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目防洪評價報告編制導(dǎo)則(試行)》等規(guī)范的有關(guān)規(guī)定,在進(jìn)行防洪評價編制時,所在河段有規(guī)劃水文成果的,應(yīng)依據(jù)流域規(guī)劃。路線縱坡的確定、橋涵方案的選擇必須要設(shè)計水位。計算的過程一般采用試算法或者繪制水位—流量關(guān)系曲線求得。當(dāng)橋位斷面與水文計算斷面間的形態(tài)斷面較規(guī)整,突變點不多,河段順直,河底縱坡均一時,宜按水文斷面的水位~流量關(guān)系曲線,以設(shè)計流量確定設(shè)計水位后,利用水面比降推算出橋位計算斷面的設(shè)計水位。當(dāng)橋位計算斷面和水文計算斷面上、下游有卡口、人工建筑物或斷面形狀和面積相差較大、河底縱坡有明顯曲折時,宜采用水力學(xué)方法的試算法求算設(shè)計流量時的水面線,推求橋位斷面的設(shè)計水位。
2.2壅水高度計算
大橋建成后,橋梁橋墩布置于渠槽內(nèi),阻水明顯,使橋位附近渠段水位、流速發(fā)生變化,斷面過水面積將會減少,從而造成橋梁上游洪水位一定的雍高。
2.3壅水曲線長度計算
壅水曲線長度近似估算式為:L=2△Z/I式中:I———計算河段天然河底比降△Z———橋前最大壅水高(m)
2.4沖刷與淤積分析
計算天然狀態(tài)下,由于流域的來水、來沙及河床邊界條件的不斷變化,河床形態(tài)總是處在不斷的沖淤變化過程中。但在相當(dāng)長的一個時段內(nèi),沖淤量可以相互補償,渠道處于一個相對的動力平衡狀態(tài)。渠道上建橋后,破壞了原有的這種平衡狀態(tài),由于壓縮水流,致使橋下流速增大,水流挾沙能力增強,在橋下產(chǎn)生沖刷。隨著沖刷的發(fā)展,橋下河床加深,過水面積加大,流速逐漸下降,待橋下流速降低到河床質(zhì)的容許不沖刷流速時,河道內(nèi)達(dá)到新的輸沙平衡狀態(tài),沖刷停止。橋墩墩臺附近河床床面總的沖刷深度,應(yīng)為河床演變、一般沖刷和局部沖刷深度的綜合。
2.4.1一般沖刷計算根據(jù)地質(zhì)資料,沖刷計算采用采用《公路橋位勘測設(shè)計規(guī)范》推薦的計算公式,沖止流速公式一般用于橋梁的一般沖刷計算,其基本假定是橋下河槽斷面內(nèi)任一垂線平均流速達(dá)到?jīng)_止流速時,此垂線處沖刷停止,至此,一般沖刷深度達(dá)到最大,可近似計算河道沖刷,公式形式如下:
2.4.2局部沖刷計算流向橋墩的水流受到橋墩的阻擋,水流的繞流使流線急劇彎曲,形成局部沖刷坑。沖刷過程中,坑底流速逐漸降低,坑底泥沙逐漸粗化,使水流的沖刷作用與床沙的抗沖作用趨于平衡,局部沖刷坑達(dá)到最深。計算采用《公路橋位勘測設(shè)計規(guī)范》推薦的河床橋墩局部沖刷公式。
3結(jié)語
防洪評價管理是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,涉及多部門、多專業(yè)、多學(xué)科,情況復(fù)雜,許多問題仍需在今后的工作中不斷總結(jié)和完善。關(guān)于分析計算是否需要采用模型分析,一些計算經(jīng)驗公式與實際的誤差,數(shù)學(xué)模型與物理模型之間的誤差等,以及哪種方法更實用和更符合實際,仍需大量的實踐以進(jìn)一步檢驗,需要在今后工作和工程實踐中不斷總結(jié)和分析。今后如有可能,在對大量工程實際觀測資料分析的基礎(chǔ)上,應(yīng)對公式和模型實驗結(jié)果進(jìn)行驗證分析,不斷對計算方法和公式進(jìn)行修正和改進(jìn),使之更符合實際要求。隨著工程實踐的不斷深入,防洪評價計算方法和理論會更加成熟和更切合實際,從而使工程建設(shè)對防洪和水利管理的負(fù)面影響得到進(jìn)一步減輕和降低,補救措施更加合理和符合實際,為我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供強大的技術(shù)支撐。
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