摘 要：在高速公路建設中，橋梁是其通過河流的主要途徑，公路和橋梁在工程建設中所占的比重較大，相關水文計算和調查在其中發(fā)揮著重要作用，水文計算的內容較多，主要涉及洪水位、流量、橋孔沖刷等。文章在分析高速公路橋梁沿線水文情況的基礎上，對水文計算情況進行了介紹，以供相關人士交流和借鑒。

關鍵詞：高速公路 橋梁水文 計算

引 言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，交通事業(yè)的進步，人們對高速公路和橋梁建設的需求也越來越多，橋梁水文計算在高速公路建設中發(fā)揮著重要作用，為了使高速公路建設工程更好的進行，文章從以下兩方面進行了研究。

一、高速公路橋梁沿線水文情況

此次研究項目涉及橋梁水文的計算和調查工作，在橋梁的設計中發(fā)揮著重要作用，另外橋梁水文計算的精度也會影響橋梁建設的安全性和可靠性，同時也可以作為考量橋梁是否經(jīng)濟、適用的依據(jù)。在此次研究中橋梁水文計算主要涉及流量、橋位、橋梁孔徑、墩臺底部所埋深度等相關情況。

此次研究以甘肅省境內的橋梁為研究對象。該高速公路沿線兩側均為山體，同時這里降雨相對較少，道路呈縱橫分布趨勢，橋梁附近河流的流向為自西向東。該地區(qū)農業(yè)種植戶較多，在橋梁計算的過程中應明確橋梁的具體位置，對橋梁孔徑進行合理選擇[1]。

二、水文計算情況

（一）流量計算

橋涵流量計算法，在全國使用水文分區(qū)經(jīng)驗公式的過程中對河流的流域面積進行了確定，即F（流域面積）小于5萬平方千米的河流才可以使用，其中該公式的組合方法為：分區(qū)流量Q2%=KFn'，在計算Q2%的過程中應先求出K數(shù)值和n'數(shù)值，同時根據(jù)相關表格中Q1%/ Q2%的數(shù)值得出Q1%數(shù)值。該項目中研究的是甘肅地區(qū)，該地區(qū)的水文編號為36，通過查找相關數(shù)據(jù)表格得出K=0.82～1.52 n'=0.8

同時知道Q1%/ Q2%的數(shù)值為 1.17。

在此基礎上可以知道Q1%=1.78F0.8

根據(jù)該地區(qū)的公路橋涵的水文參數(shù)可以知道其水文分區(qū)編號為：44-1區(qū)。

同時查找到該地區(qū)的K=4.35 n'=0.64。

此外根據(jù)Q1%/ Q2%的數(shù)值為1.25

可以得到Q1%=5.44F0.64

由以上的參數(shù)值可以計算出需要的設計流量。

根據(jù)上面的公式可以了解到每條河流的總流量，而分布到每座橋梁時，可以根據(jù)河流的河床大小和已知水庫的泄洪位置對流量加以分配，在分配的過程中設計合理的方案。

（二）橋梁水力計算方法

首先有關設計流速和流量的計算公式為：V=（1）

Q=W×V（2）

該公式中的W表示過水斷面面積，Q表示流量，R表示水力半徑，V表示流速，n表示河床糙率，I表示水面的比降。

其次對橋面最低標高的計算公式為：

Hmin=HS+∑Δh+Δh0+ΔhJ

在該公式中HS表示設計洪水位，∑Δh表示河流的具體位置情況，在計算的過程中需要根據(jù)水拱、浪高等形式加以計算，Δh0表示連同橋面鋪裝高度在內的橋梁上部結構的高度，ΔhJ表示橋下凈空的安全數(shù)值，Hmin表示橋面的最低高度。

再次在沖刷計算的過程中，首先需要了解河槽的一般沖刷情況，根據(jù)公路橋位設計的相關規(guī)范可以看出主要的計算方式為：

Q2=×Qp （3）

（三）有關暴雨的計算

首先需要計算暴雨量，不同時間段暴雨量的大小可根據(jù)相關參數(shù)等值位線圖加以統(tǒng)計，了解其不同時間段暴雨的平均數(shù)值。

其次可根據(jù)相關手冊表了解有關皮爾遜曲線，對不同時間段暴雨的量有所了解。比如在計算P=1%不同時間段的降雨量時可根據(jù)公式Htp=Ktp×平均Ht。

在有關面暴雨量計算的過程中可根據(jù)暴雨高區(qū)點面了解系數(shù)αt和匯水面積F及時間t之間的關系，對于P=1%不同時間段的暴雨量Htp面積可根據(jù)公式Htp×αt得出。

（四）洪峰流量的計算方式

對于產(chǎn)流系數(shù)的計算可根據(jù)有關表中的數(shù)據(jù)得出出損率f=4mm/hr，f3天=2.7mm/hr。在此基礎上根據(jù)地形圖紙和相關的推理公式了解匯流參數(shù)m和θ之間的關系，從而得出m=1.5。

之后對洪峰流量Qm加以確定，在計算的過程中可先假設Qm=7900 m3/s、7960 m3/s，之后借助公式t=0.278θ/mQm1/4得出匯流的歷時。繪出Qm和t之間的關系。另外根據(jù)該關系圖也可以得出橫縱坐標的相關數(shù)值，比如Qm=7950m3/s，知道t=2.40hr，當確定t的時間段在1到6小時之間后可判斷np、sp是否正確，進而計算出洪峰流量。

（五）橋墩局部沖刷計算公式

局部沖刷主要是指當較大水流進入橋孔時，在橋墩、前緣兩側部位會出現(xiàn)繞流，進而發(fā)生漩渦，在此過程中不斷向下流延伸，將床面的泥沙等物質沖走，在橋墩上面、橋臺前緣兩側部位會出現(xiàn)沖刷坑，這樣便出現(xiàn)了局部沖刷[4]。

三、結束語

綜上所述，橋梁水文在計算的過程中具有很多不確定因素，使其變得更為復雜和特殊，文章在分析高速公路橋梁水文情況的基礎上，從流量、橋墩局部沖刷計算方式等進行了簡單分析，希望對高速公路橋梁建設工作有所幫助。

參考文獻：

[1] 王良成.高速公路橋梁集中排水系統(tǒng)計算分析[J].工程質量，2016，34（3）：87-89.

[2] 胡勇. 試析高速公路橋梁高墩施工技術[J]. 城市建設理論研究（電子版）， 2017（33）.78-79.

[3] 鄒瓊芳.試析高速公路橋梁施工注漿技術的具體應用[J].建筑工程技術與設計，2017（9）.

[4] 張石寶.試析高速公路橋梁高墩施工技術[J].江西建材，2017（19）：157-157.

作者簡介：鄭博（1990—） ，性別：男，民族：漢族，籍貫：甘肅平?jīng)?職稱：助理工程師，研究方向：橋涵設計，單位：甘肅省交通規(guī)劃勘察設計院股份有限公司。