涵洞水力计算 联系客服

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附录P 涵洞 (或隧洞)水力计算

P.0.1 涵洞水流流态可按以下情况进行判别:圆形、拱形涵洞进口水深h1≤1.1D(洞高)或矩形涵洞h1≤1.2D时,为无压力流;圆形、拱形涵洞h1>1.1D或矩形涵洞h1>1.2D,且洞长L≤l0(洞内回水曲线长度)+2.7D时,为半压力流;圆形、拱形或矩形涵洞h1>1.5D,且L>l0+2.7D时,为压力流。

P.0.2 无压力流可按下列情况进行判别:

1 淹没流与非淹没流的判别:

0≤i(洞底坡降)≤ik(洞底临界坡度),且涵洞出口水深h2≤(1.2~1.25)hk(洞内临界水深)或h2≤(0.75~0.77)H0(计及流速水头的涵洞进口水头)时,为非淹没流;反之,则为淹没流。I>ik,且L≤(8~15)h1时,仍可按上述标准判别涵洞是否淹没。 2 长洞与短洞的判别:

i≈0时,且L ≤(52~64)h1 或L ≤(86~106)hk时,为短洞;反之,则为长洞。0<i≤ik ,且L ≤(52~83)h1或L ≤(86~138)hk时,为短洞;反之,则为长洞。,i>ik且L≥4h1时,均按短洞进行水力计算。 P.0.3 无压力流过水能力可按下列公式计算:

1 涵洞为短洞时:

1

式中 Q——涵洞设计流量 (m3/s);

m——无压力流时的流量系数;

B——矩形涵洞底宽 (m),涵洞为非矩形断面时,按公式 (P.0.3-3)计算;

g——重力加速度 (m/s2);

H0——计及流速水头的涵洞进口水头 (m);

m0——进口轮廓形状系数,可根据进口型式,由表P.0.3查得; Ah——相应于涵洞进口水深的过水断面面积 (m2); Aj——进洞水流的过水断面面积 (m2); Ak——相应于临界水深的过水断面面积 (m2); hk——洞内临界水深 (m); h1——涵洞进口水深 (m); α——流速分布系数,可取1.05~1.10;

V1——涵洞进口断面平均流速 (m/s)。 表P.0.3 涵洞进口轮廓形状系数

2

2 涵洞为长洞时:

(P.0.3-5)

矩形断面 σn=f(hc/H0) (P.0.3-6) 非矩形断面 σn=f(Ahc/Ah0) (P.0.3-7) 式中 σn——淹没系数,可由图P.0.3查得;

hc——进口段收缩断面水深(m),当洞身较长,且底坡0<i<ik时,hc≈h0(正常水深);

Ahc——相应于hc的过水断面面积(m2); Ah0——相应于h0的过水断面面积 (m2)。 P.0.4 半压力流过水能力可按下列公式计算:

式中 m1——半压力流时的流量系数,由表 P.0.4 查得; 表P.0.4 流量系数和修正系数

(P.0.4)

3

图P.0.3 σn~f(hc/h0)

[或σn=f(Abc/Ab0)]关系曲线 P.0.5 压力流过水能力可按下列公式计算:

1 非淹没流时:

5-1)

4

(P.0.

P.0.5-2) (

式中 m2——压力流时的流量系数;

i——洞底坡降;

L——涵洞长度(m);

β2——修正系数,可取0.85;

Σξ——局部水头损失系数的总和,包括拦污栅、闸门槽、进口、出口、转弯段、渐变段等损失系数;

C——谢才系数(m1/2/s);

R——水力半径(m)。

2 淹没流时:

(P.0.5-3)

式中 h2——涵洞出口水深(m)。

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