大连理工离线作业_桥涵水文

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《桥涵水文》离线作业

学习中心： 奥鹏远程教育杭州学习中心（直属) 层 次： 专升本 专 业： 土木工程（道桥方向） 年 级： 2013年 春 季 学 号：

学 生： 辅导教师： 杨颖 完成日期： 2014 年 08 月 27 日

大工14春《桥涵水文》大作业及要求

题目一：计算题

对某水文站22年不连续的年最大流量进行插补和延长后，获得n=32年的连续年最大流量系列（如表1所示）。采用耿贝尔曲线作为理论频率曲线，试计算Q1%和Q2%。

表1 年最大流量表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 答： 年份 1951 1952 1953 1954 1955 1956 1957 1958 1959 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 流量（m3/s） 767 1781 1284 1507 2000 2380 2100 2600 2950 3145 2500 1000 1100 1360 1480 2250 序号 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 年份 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 流量（m3/s） 3408 2088 600 1530 2170 1650 840 2854 1300 1850 900 3770 1900 1080 1010 1700 （1）计算平均流量Q

1Q=

nQ=

i1in1×58857=1839(m3/s) 32（2）计算均方差Sx

QiQi1n2n样本的均方差Sx=

n122QiQni11/2

式中资料见表1，n=32, Q=1839(m3/s),得Sx=795(m3/s) （3）查表3-6-5，得系数pn：

p=1%,pn3.631 p=2%,pn3.007 （4）Qp=Q+pnSx

Q1%=1839+3.631×759=4726(m3/s) Q2%=1839+3.007×795=4260(m3/s)

(5)以上计算结果较采用皮尔逊Ⅲ型曲线作为理论频率曲线，应用适线法的结果稍小，Q1%小2.4%，Q2%小1.9%。

题目三：查阅相关资料，谈谈桥梁与环境有什么关系？人们应如何处理好这些关系？（可列举工程实例，建议必要处附图片说明。）

回答内容应与题目要求相一致，字数不少于1000，字体宋体小四字，1.5倍行间距。

答：以桥梁为主体，桥梁跨越的河流、海域、山涧峡谷等的地形、地貌、地质等，桥位所在地区的气象、水文、地表植被、生物群落等，形成了桥梁的自然环境。桥梁和桥位周围的河流、海洋及湖泊等水域、山涧峡谷等自然环境，形成一个相互影响、相互制约的系统。在建桥过程中力求做到桥梁与桥位环境和谐共存、友好相处，才能使桥梁免遭或减轻自然灾害的侵袭；同时，也不会因桥梁的建设而引起自然环境发生不利的变化，达到可持续发展的目的。

对桥梁工程来说，直接面对的环境问题主要是指自然环境，如河流环境、海洋环境等水环境及地质环境和生态环境；桥梁在施工或运营过程中可能造成环境污染，如产生噪声、污染空气或水，则涉及到环境学领域。桥梁施工及建成后对河流或海洋鱼类等水生物生存条件的影响，就是生态环境的问题；桥梁作为大型建筑物，往往成为地标性建筑物，它的建筑形式及结构反映了当时的政治、文化、历史、技术等因素，这些因素就是桥梁的社会环境。

水流环境作为生态环境的重要组成部分，在人们改造自然的实践中得到越来越广泛的关注，桥梁与河流环境的关系得到了深入研究并取得显著成就。

随着我国交通建设事业和环境科学的迅速发展，为桥位设计赋予了更为广泛的桥梁与环境相关的内容，包括桥梁与河流、海洋等水域环境，桥梁与不同自然地更

坏环境，桥梁与景观等内容；同时，从技术领域上，桥梁工程从传统的结构工程实体逐渐地扩展为结构与环境的共同系统。

桥梁建设者在设计好桥梁工程实体的同时，必须处理好桥梁与河、海、高原、山岭等自然环境的关系。桥梁修建不应阻挡洪水，不应引起河床不利变形。桥梁洪水水毁、地震破坏及大跨度悬索桥被风致振动所摧毁等自然灾害，都是桥梁结构无力承自然环境因素的作用，导致桥梁结构失去平衡而遭到破坏。

修建桥梁，跨越河流，方便人们的交往，扩展了人类活动空间；同时，桥梁与河流环境之间也存在一定的相互影响。

1、河床采沙导致桥梁破坏及河床的抗洪能力下降 仅举近年影响较大的两个实例： (1)陇海铁路西安灞河桥水毁(2002年)

陇海铁路西安灞河桥，桥长400余米，1934年建成后成经几次大洪水考验未毁，200年6月9日，却在较小的一次洪水过程中全桥被毁。其主要原因是由于下游 河道无序采沙，造成河床畸形严重下切，致使自20世纪70年代以来到水毁时30年中，床面下降11.79m。上游的古老的灞河桥，因下游铁路桥水毁，河床突然下切，该桥下游河床混凝土护坦冲毁，受到水毁威胁，2004年被迫打拆除。

(2)福州闽江南港洪塘公路大桥成为危桥(2004年)

2004年，福州市闽江南港洪塘公路大桥，因桥上游河床大量采沙，引起深水河槽摆动，原河滩床面下切变成深糟，使灌注桩基础露出水面，从而变成一座限制交通的危桥。

2、山岭隧道的弃渣和生活区改河对自然环境的影响

近年来，高速公路建设进入山区，山区河槽水流湍急，修建隧道和桥梁很多，隧道弃渣填埋河道、淤塞洒床，对河道泄洪产生严重影响。另外，有的高速公路管理区、生活区占用了公有的一点崇山峻岭中的河谷，将水流挤压、改道，人为地改变了天然排水系统。因此，在设计阶段必须对这些工程设施对河道阻塞的影响进行评估，进行改河的平、纵、横断面设计及过渡段的设计，才能确保设计洪水汇洪畅通。否则，山洪暴发将会引起洪水灾害，既破坏了当地生态环境，又将引起公路和桥梁水毁。因此，必须处理好弃渣场地和选择和污水排放，做好生态环境保护。

3、山区的纵向桥或高架桥对山区急流河槽水流的影响

近年来，在我国山区高速公路建设中，修建纵向桥较多。修建纵向桥可以避免山体大填大挖和减少路基对水流的压缩，对于山区高速公路是一种合理的选择。但这些路线通过的山谷地带地形陡峻、河道狭窄，山洪暴发时水流多为急流流态，水流受阻反映激烈，破坏力极大。设计时应量采用独柱圆形墩，减小桥墩阻水。 桥梁与环境处理较好的实例

(1)地处阿尔卑斯山区的瑞士和奥地利，在桥梁设计和保护自然地理环境方面有些经验值得借鉴。奥地利公路Brenner桥，为沿陡坡的曲线形高架桥，全长1804m，板面宽21m，跨度36m，上部结构为预应力箱形梁，墩宽7m。车行在陡峻山坡上、林木郁郁葱葱之中，使人心旷神怡，同时，与建纵向桥相比，避免了过多桥墩堵塞河道，做到桥梁与环境的和谐与协调。

(2)瑞士日内瓦湖畔上沿山脚修建的高速公路桥，为两条平行曲线上的高架桥，细长弯曲的主梁和轻巧而高耸的桥墩，隐藏在山脚绿树林中，与湖光山色融为一休，既实现了景观协调，又保护了当地的生态环境。