JTG C30-2002（条文说明） 公路工程水文勘测设计规范.pdf

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1、附件公路工程水文勘测设计规范(汀1062-2002)条文说明修订说明公路工程水文勘测设计规范)(用062-2002)已由交通部批准发布，自2002年12月1日起执行。同时废止1991年12月3日发布的公路桥位勘测设计规范。为便于各级公路主管部门和公路规划、科研、设计、施工、院校等单位有关人员在使用本规范时能准确理解和执行条文规定，现按规范的章、节、条顺序编制本条文说明。本条文说明系对重点条文的编制依据、存在问题以及在使用中的注意事项等予以说明。为了减少篇幅，本说明只列条文号，未抄录原条文。由于我们的实践经验不多，水平有限，收集的资料还不够齐全，说明中难免有不妥之处，广大公路工程水文勘测设计工作

2、者在使用过程中如若发现问题，请将意见函告河北省交通规划设计院(地址:河北省石家庄市建设南大街70号，邮编:0511)或中建标公路工程委员会秘书处(北京西土城路8号，邮编l(XXl88)，以便修订时参考。编者22年3月总则1 总则1.0.2公路养护工程是为保持公路正常使用、预防和修复灾害性损坏及为提高公路使用质量和服务水平而进行的加固、改善或增建的工程，情况较复杂与新、改建公路工程有所不同。城市道路以及厂矿公路、林区公路等专用公路，由于其使用任务、功能不同，故不包括在本规范的适用范围内。1.0.3 本规范是在原公路桥位勘测设计规范(rrJ062-91)(以下简称原规范)上修订，要求包括公路工程勘

3、测设计中路界外部分水文水力方面的全部内容，故增加了路基和小桥涵水文勘测设计内容;未包括原规范桥位选择、桥位测量及工程地质勘察等内容，该内容已分别纳入公路勘测规范、公路工程地质勘察规范中;路界内的水文水力方面的内容，已纳入公路排水设计规范中。根据公路等级、沿线地形、地质、水文、气象等条件，将路界以外的地表径流、自然河流、人工渠道等视为整体综合考虑，注意各种排水设施、排水构造物的布设以及导治工程之间的联系，使全线形成完善的排水系统。1.0.4水文调查和勘测是为水文水力分析和计算、为工程设计提供基础资料，水文调查所要了解和搜集的资料，往往是发生在年代久远的水文现象，调查的资料又直接影响水文分析和计算

4、成果，影响工程设计质量，故要对调查资料作出可靠性评价后，才可用于水文水力分析和计算及工程设计中。1.0.5 由于水文现象和河床演变都是相当复杂的自然现象，对它的认识是有限的，为了满足勘测设计的需要，本规范规定了一些计算公式和方法。这些计算公式是在有限认识和经验的基础上建立起来的，不可能把所有的影响因素都考虑进去，只能考虑一些主要的影响因素，加之本规范在内容和地域上覆盖面相当的广，因此计算成果必须结合当地的实际情况分析核对，作合理性论证。1.0.6桥涵布设首先应满足自身排水、输沙的要求，在通航河流上尚须满足通航标准。由于公路的修建，改变了原来的自然排水状况，为避免造成公路两侧水害，应与路基各排水

5、设施相配合，组成公路自身完整的排水体系;同时还要注意与农田水利的配合，适应农田排灌的合理需要，避免冲毁和淹没农田、房舍。一77一公路工程水文勘测设计规范(汀1062-2002)条文说明2 术语2.0.1阳2.0.13本规范只列出在公路工程名词术语)(JTJ002一87)和道路工程术语标准)(GBJ 124-88)中，没有列人的常用术语。大多本规范常用术语可见上列两个术语标准。一78一各勘测设计阶段的工作内容和要求3 各勘测设计阶段的工作内容和要求3.1 可行性研究阶段3.1.1 水文勘测设计是可行性研究阶段必不可少的工作内容，它直接影响路线的走向和控制点，为全线的排水系统设计提供必要的依据。根

6、据水文调查资料和桥位河段的外业勘测进行分析和必要的水文计算，初拟大、中桥桥梁长度，估算小桥涵数量，确保投资估算的准确性。3.1.2本阶段中的水文勘测设计资料，目前大都未作整编，本规范要求作出水文勘测设计资料整编，一方面利于存档备查，另一方面利于下一设计阶段的应用、核实和深化。3.2初步设计阶段3.2.1 水文勘测设计是本阶段重要的工作内容，路线、桥涵及浸水路基防护工程等总体布设方案的确定，要由水文勘测设计成果提供依据，因此本阶段的水文勘测设计工作，一定要做全、做细、做深。3.2.2本规范明确要求本阶段的水文勘测和分析计算成果资料作出整编，通过整编，使成果资料系统化、条理化，除便于存档备查外，可

7、作为初步设计文件附件中水文部分的基础资料。3.3 施工圄设计阶段3.3.1施工图设计阶段的水文勘测设计工作主要是核对、补充、修正初步设计阶段的水文勘测设计，满足施工图设计的需要。一79一公路工程水文勘测设计规范(J俑，2-2002)条文说明4 水文调查与勘测4.2水文调查4.2.3在水文调查和勘测中，经常遇到现有的水文观测资料不够或没有水文观测资料，就需要调查历史洪水，补充观测资料或直接推求设计洪水;即使有较长的水文观测资料，为避免发生较大的误差及验证分析计算成果，也需要进行历史洪水调查，所以在水文调查与勘测工作中，一般都应进行历史洪水调查和考证，确定历史洪水的重现期。历史洪水调查工作要深入细

8、致地进行，对调查到的每个洪痕点，除详细记录当时洪水情况外，参照下表1作出可靠性评价。襄1洪痕可程度评定标准等级评定因数可靠较可靠供参考指认的印象亲身所见，印象深刻，亲身所见，印象深刻，昕传说或印象不深刻，所述情况比较逼真，旁证所述情况不够清楚具体，和旁证情况情况逼真，旁证确凿材料较少缺乏旁证标志物和标志物固定，洪痕位置标志物变化不大，洪痕标志物有较大变化，洪洪痕情况具体或有明显的洪痕位置较具体痕位置不具体估计可靠0.2m以下0.2- 0.5m 0.5 -1.仙n误差范围4.3 水文勘测4.3.1 水文断面是为求算水位、流量、流速等水文特征值而布设，这些水文特征值一般是采用均匀流的理论计算，故要

9、求布设在比较规则的顺直河段上;一般要求测绘二个水文断面，是为相互验证计算值;两个水文断面计算的流量值，其允许误差不能超过5%，如超出此误差，应分析原因。对于水面不宽的中桥，可只测绘一个。-80一水文调查与勘测4.3.2河段比降的测绘范围规定为水文断面下游1倍河宽，水文断面上游2倍河宽，包括桥位及其上、下游水文断面位置在内的总长度，以便利用河段比降图推求桥位的设计水位;另一方面，上、下游的测绘的水位差亦不能过小，否则就难以点绘出比降图。河段比降高程一般要求用水准仪施测，根据现有施测水平及需要，读数至厘米。-81一公路工程水文勘测设计规范(J062一江阴)条文说明5 设计洪水分析与计算5.2 利用

10、实测流量系列推算设计流量5.2.2 原规范规定上、下游两水文站的流域面积之差不超过10%，两水文站间河道平面和纵剖面皆较平JI顶，无分洪、滞洪时，历年最大洪水流量可以互相搬用。考虑到有些水文站控制的流域面积很大，两站间的流域面积之差虽未超过10%, 但区间面积却很大，历年最大洪水流量直接互相搬用，将会出现较大误差，故改为汇水面积之差小于水文站汇水面积的20%，不大于1hf，汇水区的暴雨分布较均匀，区间元分洪、滞洪时，按流域面积比拟法转换。5.4 设计流量计算的其他方法5.4.1 条文中所述地区经验公式及水文参数，应参照各地区水文手册取用，最好参照各省区水文水利部门新近出版的水文手册计算。5.6

11、 设计洪水过程线5.6.1 选择典型洪水过程线应注意:1 从历年实测洪水过程线中，选择在设计条件下可能发生的、能代表大洪水一般特性的洪水过程线。2 应考虑峰高、量大、峰型集中、主峰发生偏后、对设计不利的洪水过程线。放大的方法，除按(5.6.1)式同倍比放大外，也可采用洪量同频率分时段控制放大。-82一桥孔设计6 桥孔设计6.1 一般规定6.1.1-6.1.6桥位选定后，桥孔设计的主要任务是根据设计洪水、结合河段特性、河床断面形态和地质资料、桥头引线设计，确定桥孔净长、桥面高程和墩台最小埋置深度。6.2 桥孔长度本节为各类河段在桥孔设计时必须遵守的一般规定。桥孔设计还必须与桥头引道平纵断面设计相

12、配合，桥头引道的布设方案和高程直接影响桥孔长度和桥面高程。跨海桥梁的桥孔设计还必须遵守海洋、港口、航道、海运等方面的有关规定。6.2.1 桥孔最小净长度Lj是指在给定的水文和河床条件下，安全通过设计洪水流量所必需的最小桥孔净长度。本规范桥孔净长度Lj公式的制定，是以1974年至1976年全国公路大中桥孔设计调查资料(取样124座桥)为基础，并补充了1998年交通部公路司发出的关于进行全国大中桥孔径设计资料调查文件以来，各省呈报1970年后建成的、经洪水考验评定为桥长合适的桥孔设计资料(取样62座桥)，共得到186座各类河段上的桥梁样本(包括1950年至1995年建成的桥梁)。根据水力学理论分析

13、和量纲分析表明，决定桥孔净长度的主要因素是河槽宽度Bc或基本河槽宽度Bo、滩槽流量比Qpl矶，其次为河槽宽深比B/hc、比降I和无量纲谢才系数C。然后，应用逐步回归分析和误差分析建立桥孔净长度的公式。对于各类有明显河岸、滩槽分明、能够确定河槽宽度Bc的河段，最小桥孔净长度Lj都可按式(6.2.1-1)确定，即Lj = Kq( QpfQJ-3 Bc -83一公路工程水文勘测设计规范(汀J俑2-2阳)条文说明对于元明显河岸、滩槽难分的变迁、游荡河段，无法确定河槽宽度Be，首先按河相关系确定基本河宽Bo，按式(6.2.1-4)确定桥孔净长Lj即Lj = BoCp 基本河宽Bo公式是根据我国实桥资料(

14、大中桥孔径设计研究全国实桥调查资料汇编，1976年，南宁，当时的设计洪水频率为2%)逐步回归分析得到的最优回归方程(6.2.1-5)。洪水频率系数Cp是调整设计洪水频率不同而水面宽度变化的系数。基本河宽Bo是由河相关系确定的、一个多年洪水反复作用形成的基本水流宽度。Bo公式中的流量必须是造床流量，或以平均流量来反映造床流量。式(6.2.1-5)是根据我国新疆、青海、甘肃、内蒙、河北等地的元明显河岸、滩槽难分的变迁性河段(d较大)和游荡性河段(d较小)的实桥资料，应用逐步回归分析建立的最优估算值(复相关系数R= 0.9408)。基本河宽不可能是某一次特大洪水形成的宽度，只能是反映了一种平均宽度的

15、概念。公路桥位勘测设计规范)(J062-91)中，根据回归分析取0.85B。作为桥孔净长度LjO总结建国以来的建桥经验，认为1980年以前注重桥孔压缩水流，以求减小桥长，近20年来随着公路等级的提高，同时注意到桥孔过分压缩水流带来的损失，一般不强调对水流的压缩。特别是无明显河岸，滩槽难分的变迁、游荡河流，以桥孔不宜压缩基本河宽B。为宜。即将原规范中B。的系数0.85，本规范改为1.0。公路桥位勘测设计规范NJ062-91)中，曾给出应用河槽平均单宽流量估定桥孔净长度的公式。该式是根据1976年以前的桥孔调查资料，在公路桥位勘测设计规程)(J062-82)同类公式基础上，应用图解分析法制定的，未

16、做误差分析。本规范制订过程中，应用1976年以前的和1976年至今的桥孔调查资料对这些公式共同验证分析，未能得到满意的结果。表明河槽的平均单宽流量与桥孔净长度没有明显的关系。这是因为1叨6年以前修建的桥梁对河槽水流多有压缩，则与河槽平均单宽流量有关;而近20年来修建的桥梁一般不压缩河槽，桥孔净长度主要决定于河槽宽度Be和滩槽流量比QsI矶，而与天然河槽内平均单宽流量元明显关系。但是，公路桥位勘测设计规程)(汀J062-82)给出的单宽流量桥长公式，应用1976年以前的实桥资料验证表明，对于宽滩河段，这个公式精度是较好的。故本规范对宽滩河段仍采用公路桥位勘测设计规程)(J062-82)中的单宽流

17、量桥长公式。-84一桥孔设计6.3桥孔布设6.3.1田6.3.7主要是从河流和水文的角度出发制定的，是公路勘测设计时必须满足的。但是，桥孔布设在公路勘测设计时，要和路线方案及公路平、纵断面设计统一考虑。总结多年建桥经验，一般桥孔不宜压缩河槽宽度，可对河滩作适当压缩。桥孔布设必须考虑河段的特点，预见未来河床变形，采取相应措施。桥孔布设还必须与调治构造物的布设整体考虑。对于西北、内蒙地区元明显河岸的变迁性河段和华北地区的无明显河岸、滩槽难分的游荡性河段，其基本河宽B。可由式(6.2.1-5)估计;同时在桥位现场勘察时寻找河道天然的节点如两岸坚硬的河岸、卡口、多年稳定的堤岸等河宽，作为确定桥长的参考

18、。桥孔净长度应等于或大于基本河宽。6.4桥面设计高程6.4.1 -6.4.2不通航河流的桥下净空安全值仍然采用公路桥位勘测设计规范HJ062-91)规定的数值。通航河流的桥下净空、设计水位等必须按现行内河通航标准规定执行。通航海轮的通航水位、通航净空、航道宽度等必须按现行的通航海轮桥梁通航标准、港口工程技术规范等执行。曾经把设计水位加各项水位增高值后的水位称为计算水位，鉴于计算水位与设计水位概念易于混淆，1990年修订公路桥位勘测设计规范已不再使用计算水位这一概论，本规范仍沿用这种处理办法。-85一公路工程水文勘测设计规范例J062-2002)条文说明7 墩台冲刷计算及基础埋深7.1 一般规定

19、7.1.1 桥梁墩台冲刷，除河床自然演变冲刷外，还有桥孔压缩水流和墩台阻水所引起的冲刷变形。桥长、塞水和桥下冲刷是相互影响的整体。自然界一切物质运动都不是孤立进行的，洪水现象更是如此，对整体问题采用整体解决，无疑是更为合理的，也是发展的方向。目前我国尚未掌握三者整体水力模型试验和实桥观测资料而难以制定整体水力计算方法，只能将这复杂的冲刷过程给出特定条件，分解为河床自然演变冲刷、桥下一般冲刷和墩台冲刷三个独立部分，并假定这三部分冲刷先后进行，可以分别计算，然后叠加，作为桥梁墩台的最大冲刷深度，据以确定墩台基础埋置深度。7.1.2我国领土广阔，地区差异较大，河流属性不同，降水成因不一，水文与泥沙特

20、征相差悬殊，有的省区结合本土实际，研究制定了桥下一般冲刷和局部冲刷计算式，并经实践检验是行之有效的。考虑到这种情况，本条规定，必要时亦可采用其他公式验算，但应经分析论证后选用合理的计算成果。7.1.3 为适应我国经济建设迅速发展的需要，跨越大江、大河和海湾的公路特大桥越来越多。经调研发现一些新建的特大桥，因冲刷计算不准，有的桩基嵌岩过深，增加施工难度和浪费建设资金;有的奠基过浅，竣工后需护基保安全。冲刷不但与河段类型、水文、泥沙和河床地质抗冲能力有关，而且与墩型、承台位置高低和施工方案等密切相关。故本条规定，当水文、泥沙条件复杂或墩型系数难以确定的特大桥，冲刷深度可通过水工模型试验确定。7.2

21、 河床自然演变冲刷7.2.1-7.2.3河道中水流驱使床面泥沙运动，泥沙影响水流结构，两者相互依存、相互制约。水流和泥沙相互作用，使河床平面及其过水断面处于不断发展变化之中，即所谓河床自然演变冲刷。河床演变无论在建桥之前或建桥之后，都在不断地进行着，桥梁设计时必须考虑使用期内可能出现的河床演变。参加1964年中国土木工程学会桥梁冲刷计算学术会议的学者、专家墩台冲刷计算及基础埋深认为:由于我国很多河流的河床自然演变和集中冲刷十分剧烈，往往河床自然演变对桥渡冲刷起着主要作用，此次推荐的桥下一般冲刷计算式中的单宽流量集中系数句，是河相关系的一个综合指标，只反映了桥下枯水原始断面通过中小洪水时的自然冲

22、刷和压缩冲刷，设计水位下的自然演变冲刷不能反应出来，在桥梁设计时应深入调查桥位河段特征，选择最不利的枯水断面作为桥下一般冲刷的计算断面。河床演变是十分复杂的自然过程，对于河床的自然演变冲刷，由于原因复杂，目前尚无可靠的定量分析计算方法，故在本节中提出3种情况的处理方法，供在确定墩台冲刷深度时应用，据以推算桥梁在使用年限内河床可能下降或上升的幅度，合理地加深墩台基础埋置深度或提高桥下净空。对于河道的平面变形，一般应在桥孔布设时予以考虑。7.3 桥下一般冲刷计算7.3.1 河上建桥后，由于桥梁压缩水流，致使桥孔上游水流急剧集中流人桥孔，桥下流速梯度很大，床面切应力剧增，引起强烈的泥沙运动，床面发生

23、明显冲刷。随着冲刷的发展，桥下河床加深，桥下过水面积加大，流速逐渐下降，待达到新的输沙平衡状态，或桥下流速降低到等于冲止流速时冲刷即停止。桥下河槽的一般冲刷，是指建桥后压缩水流在桥下河床断面内发生的冲刷。一般冲刷深度系指桥下河床在一般冲刷完成后从设计水位算起的某一垂线水深。64-2计算式是1964年中国土木工程学会桥梁冲刷计算学术会议推荐的桥下一般冲刷计算公式之一，它是根据我国桥梁实测洪水冲刷观测资料，参照国外同类公式，依据桥下河槽输沙平衡原理建立的，具有坚实的理论和实践基础，比较符合我国河流桥下一般冲刷的实际情况。当桥梁上游天然断面来沙量G1大于桥下冲刷区排出沙量白，床面则淤积;来沙量小于排

24、沙量，床面则冲刷;来沙量与排沙量相等时，冲刷即停止。桥下河槽冲刷主要是推移质运动产生的，因而通过桥下河槽断面推移质输沙量的平衡条件，可导出64-2一般冲刷计算公式。64-2计算式推荐试用25年来，未见对它的计算原理和计算精度方面发表存在问题的意见。但是，该式综合系数K、ml计算较繁，使该式多年来较少应用。为便于生产上应用，在修订J062 -82规程时委托西安公路学院(后改名为长安大学)对64-2计算式予以简化。西安公路学院1989年5月提出64-2简化公路工程水文勘测设计规范例J俑，2-2002)条文说明式，将变系数、变指数简化为定指数、定系数，验证结果与匠国提出的64-2计算式相比，其精度相

25、当，但简化式计算简便。在简化验证时，仅验证30座实桥观测资料，还有10多座实桥观测资料在1964年会议中被评定为制定公式的骨干资料未收纳验证。此次修订规范时，对部分交通设计单位进行了调研，有的认为64-2简化式是可行的，精度不差;有的认为64-2简化式，革掉影响冲刷的河床质粒径因素，失去了原作者依据桥下河槽输沙平衡原理推导建立的公式原理，似是一个冲刷系数式的转换，同时又不能用以计算分层土冲刷，这些不足和缺点在下次修订时拟予改正。64-1计算式是1964年中国土木工程学会桥梁冲刷计算学术会议推荐的桥下一般冲刷另一计算公式。它是根据我国各类河段52座桥梁118站年实测洪水冲刷资料，参照国外同类公式

26、，根据水力学的连续性原理，当一般冲刷停止时，桥下最大垂线水深与桥下断面最大单宽流量之间关系，依据冲止流速的概念建立的一般冲刷计算公式。经过35年的使用，尚能满足生产需要。位于比降小、粒径细的深水河段，有时计算成果出现负值。J062-91规范对64-1计算式作了局部修正，改为64-1修正式。64-2简化式、64-1修正式，即本规范的(7.3.1-1)式、(7.3.1-4)式，适用于有底沙运动的非粘性河槽，使用该两式时应注意。式(7.3.1-5)系河滩部分一般冲刷计算公式。建在河滩上的部分桥孔，经调查桥下河滩确无改变为河槽的可能时，应按河滩冲刷公式计算桥下冲刷。河滩冲刷的特点是:桥下冲刷没有推移质

27、补给;没有单宽流量再分配现象或这种现象甚小;冲止流速应等于土壤允许不冲刷流速。式中VH1为水深1m时的不冲刷流速，表7.3.1-3中所列不冲刷流速值系按沙玉清提出的不冲刷流速公式制定的。7.3.2粘性土河床按式(7.3.2-1)计算桥下一般冲刷。粘性土河床冲刷计算，过去系按当量换算粒径办法计算冲刷深度，即将粘性土按容许(不冲刷)平均流速相等的条件转换成非粘性土粒径再进行冲刷计算。20世纪80年代后，铁路部门曾对粘性土河床的桥墩冲刷做过试验和实桥调查，冲刷机理和现象未能总结出来，但对一般冲刷和局部冲刷建立了与粘土力学性能液性指数h有关的冲止流速公式，不再用当量转换粒径方法计算冲刷深度。本规范粘性

28、土冲刷主要根据铁道部粘土桥渡冲刷天然资料分析报告编写，墩台冲刷计算及基础埋深可供生产单位试用。7.4桥墩局部冲刷计算7.4.1 流向桥墩的水流受到桥墩阻挡，桥墩周围的水流结构发生急剧变化。桥墩周围水流结构主要包括墩前向下水流、墩前水面涌波和尺度很大的螺旋形旋涡体系。旋涡体系是种综合水流结构，其中包括在墩前冲刷坑边缘形成的绕桥墩两侧流向下游的螺旋形旋涡、桥墩两侧水流分离引起的尾流旋涡。旋涡体系在墩后及两侧还不断地白床面附近释放出小旋涡，向水面发展见图1。墩前水流流线接近桥墩头部发生急剧弯曲变化，剧烈淘刷桥墩周围，特别是迎水面的河床泥沙，开始产生桥墩头部的局部冲刷坑。随着冲刷坑的不断加深和扩大，水

29、流流速减小，挟沙能力也随之降低。与此同时，冲刷坑内发生了土壤粗化现象，留F粗粒土壤，铺盖在冲刷坑表面上，增大了土壤的抗冲能力和坑底粗糙度，直到水流对河床泥沙的冲刷作用与河床泥沙抗冲作用达到平衡时，冲刷则停止了。这时冲刷坑外缘与坑底的最大高差，就是最大局部冲刷深度。一-一_/.努WJI?一电函-a)立面b)平面图1桥墩局部冲刷示意图图2是根据模型试验、江西省宁河大桥6#墩观测资料绘出的冲刷深度与墩前行近流速的关系曲线。从图中可以看出，桥墩局部冲刷深度与墩前行近流速V有关。当行近流速V逐渐增大到一定数值时，桥墩迎水面两侧的竭抄开始冲走，萨生冲刷，这时墩前垂线平均流速称为墩旁床沙的始冲流速Vo，当V

30、继续增大时，冲刷坑逐渐加深和扩大，冲刷坑深度hb与墩前行近流速V近似直线关系。行近流速V增大到河床泥沙起动流速时，床面泥沙大量起动，上游来的泥沙有些将滞留在冲刷坑内。因此，当VVo时，冲刷坑深度hb随行近流速的增大缓慢加深，呈曲线关系。冲刷坑的深度和大小，与很多因素有关，除墩前行近流速外，主要的还有桥墩宽度、墩形、水深、床沙粒径等。这些因素与冲刷深度之间关系十分复杂。1剿年我国公路、铁路部门根据我国各类洞段52座桥梁99站年的实桥观测资料和模型试验资料，制定了65-2、65-1局部冲刷计算公式。生产实践表明:这两公式结构较为合理，反映了冲刷深度随行近流速的变化关系，并考虑了底沙运动对冲_ 89

31、一公路工程水文勘测设计规范例J俑2-2伽)条文说明20 。JJH四联盟晴索椎醺0 0 Vo 1.0 2.0 辙酣T近流速V(10/.) 目V唱1.0I! H酷 t E 。行近流速V(cm/.) a)模型试验b)江西省宁凋大桥辙实测图2桥墩局部冲刷探度与行近流速的关系刷深度的影响，计算数值较为稳定可靠。随着我国经济建设迅速发展的需要，近年代在大江、大河和海湾上修建了不少大跨径的公路特大桥梁，出现了一些新式墩型，在桥位设计时，因无切合实际的墩形系数，致使桥墩局部冲刷计算可靠度得不到保证。在修订(1062-82)规范时，对1978年制定的墩形系数表未作补充。为满足生产上应用，此次规范修订时，委托铁道

32、部科学研究院对近年代出现的有代表性的两种墩形作了水力模型对比试验，其成果纳入本规范附录B。在1062-91规范修订时，曾对65-2式作了修正;65-2修正式形式简单，结构合理，但在墩前行近流速大于泥沙起动流速Vo后，局部冲刷深度计算值与实测值相比，偏于不安全状态，故改用原65-2式纳入本规范。式(7.4.1-7)、(7.4.1-8)系局部冲刷式(65-1)的修正式。该式刊布后未发现异议，故仍纳入本规范。7.4.2 本规范粘性土河床局部冲刷计算式，主要根据铁道部粘土桥渡冲刷天然资料分析报告编写，可供生产单位试用。7.4.3 桥台最大冲刷深度，可参照公路桥涵设计手册桥位设计一书计算。7.4.4元论

33、采用哪个公式计算局部冲刷，其墩前行近流速应采用相应的一般冲刷公式计算的垂线平均流速。7.S 特殊情况的冲刷计算-90一墩台冲刷计算及基础埋深7.5.1 桥梁冲刷的研究虽然已有几十年的历史，但已往的工作及大量研究成果都偏重和局限于单层土结构的地质条件，对分层土的冲刷研究，所见众多的文献中，仅前苏联1972年铁路公路桥渡勘测设计规范中提及分层土冲刷计算方法。在国内，由于工程实践的需要，有的按土层厚度采用加权平均粒径计算冲刷深度，也有的按单层粒径计算出各层冲刷深度，然后根据各层厚度分析确定应采用的合适的冲刷数值。铁道建筑研究所于1989年12月提出散粒分层土桥墩局部冲刷的试验研究机定量地提出了两层土

34、及三层土局部冲刷计算方法，对三层土冲刷试验场次尚感不足，同时，该研究成果未经实桥洪水冲刷观测资料验证，恐与实际出人较大，故暂不引列。当桥下河床由多层成分不同的土质组成时，其冲刷计算按本条规定的逐层渐近计算法进行计算，先计算一般冲刷，后计算局部冲刷，两者土层不相同，水深与流速也不相同，使用时要特别注意。逐层渐近计算法，是我国公路、铁路设计单位曾应用过的方法。7.5.2 20世纪70年代初，铁路、公路等有关单位组成岩石地基桥墩冲刷调查组对30余座岩石地基的桥梁冲刷进行了调查，1974年在桥梁基础岩石冲刷调查小结的基础上提出了岩石上桥梁基础冲刷及埋置深度参考数据表01984年，原参加调查组的人员又对

35、该表进行了局部修正。由于搜集到的资料缺乏冲刷处的流速数据及其冲刷的变化过程，目前尚无可靠的定量分析计算法。只能结合具体河段的河道性质、水流条件、冲淤变化是否剧烈等情况进行综合分析，然后参照附录C确定墩台冲刷深度。7.6 墩台基底最小埋置深度7.6.1 河床自然演变冲刷应选择最不利的枯水断面作为桥下一般冲刷的计算断面;一般冲刷64-2简化式、64-1修正式，局部冲刷65-2式、65-1修正式均适用于非粘性土河床，条文中所述一般冲刷和局部冲刷的不利组合，系指一般冲刷计算的两种公式分别和局部冲刷计算的两种公式的四种组合，取其一种不利组合再与河床自然演变冲刷叠加，作为确定墩台基础埋深的依据。7.6.2

36、非岩石河床墩合基础埋深安全值，在1982年桥位规程中规寒:无冲刷时，一般桥梁下不小于1m，特殊大桥不小于1.5m。为减少桥梁水蝶，1991年桥位规范修订时将基础埋深安全值增加0.5mo公路桥涵地基与基础设计规范(汀J但4-85)第3.1.1条规定，小桥涵基础，在无冲刷处应在地面或河底以下至少埋深1m;如有冲刷，基底埋深应在局部冲刷线以下不少于1m，与1991年桥位规范中规定的安全值不矛盾，也是可行的，故此次修订未作变动。-91一公路工程水文勘测设计规范(J侃，2-2002)条文说明7.6.3 桥下岩石河床的冲刷是一个非常复杂的问题，目前尚缺少系统的资料，还不能用公式计算，只能参照附录C确定基础

37、埋深，该表系1984年经调查组的人员进行了局部修正。鉴于水深大的墩台基础在维修和修复工作时比较困难，因此应给予较多的安全考虑，表中建议埋置深度按施工枯水季平均水位至岩面距离分为三级，此表是根据调查的实有冲刷深度分析拟定的。7.6.5 过去桥台锥体护坡基脚埋深未考虑冲刷的影响，仅埋在地面线以下约O.m，常被洪水冲毁，增加了养护的困难和养护经费的支出。本条规定护坡基脚埋深应考虑一般冲刷的影响，应根据河槽摆动情况和是否拓宽等酌情将基脚底面埋在一般冲刷线以下不少于O.50m或1.0m。如冲刷线较低，则可根据本地的实践经验采用柔性防护等措施。nv 小桥涵水文勘测设计8 小桥涵水文勘测设计8.2 水文调查

38、与勘测8.2.1 1 收集沿线1:1则-1:细则地形图，其具体比例及精度，以能获得各河沟汇水区面积及主河沟平均纵坡度等资料为原则。2设计流量计算所需资料的收集，应注意收集所需频率的年洪水流量及相应的水位、含沙量等资料。8.5 冲刷防护8.5.1 小桥涵的基础，一般采取冲刷防护，不考虑冲刷计算，特殊情况，有特殊要求应另行考虑。8.5.2沟底纵坡在等于或小于15%时，铺砌面纵坡可与沟底纵坡相接近;大于150毛时，铺砌时按沟底坡做成台阶式并与天然河沟接)1顶，目的是减轻对铺砌防护的冲刷，不至于冲坏。8.5.3 在涵洞下游洞口，为了减小水流速度，减弱对出水口及附近沟床的冲刷，可根据铺砌长度，采用多级挑

39、坎。-93一公路工程水文勘测设计规范(JfJ062一筑阻)条文说明9 路基水文勘测设计9.2 水文调查与勘测9.2.1-9.2.2本规范将路基水文勘测设计分为4种情况。1 一般地区;指路基高度不受地表水或洪水的控制和影响。2沿河路基:指路基沿河布设且受设计洪水浸淹，路基高度受设计洪水位控制或影响。3 河滩路基:指路基横跨河滩布设，路基高度受设计洪水位或桥梁高度控制。4平原低洼(河网)地区本节只列出一般地区、沿河路基两条，其余河滩路基、平原低洼(河网)地区的水文调查与勘测参见本规范第4章、第10.3节，其中河滩路基应与桥梁水文调查与勘测一并进行。9.3水文分析与计算9.3.2沿河路基设计水位的确

40、定，可利用上、下游附近水文站实测断面计算设计水位推至某一断面处，只有在区间河段顺直，水文站与该断面处流域面积相差不超过5%时，可采用相关法或比降法推求。当河底纵坡与横断面变化较大时，则可采用水面曲线法推算。利用断面处计算的水位流量关系曲线推求。当采用水面曲线法推算洪水流量时，应对河段流态的变化进行调查了解;同时应注意各分段糙率值的合理选用。9.4漫水路基高度9.4.1 水库蓄水范围内沿库岸路基边缘标高的确定，所不同的是需考虑水库淤积的影响，设计水位应采用水库淤积后设计洪水位时的回水位，还应高出水库淤积的相应公路设计洪水频率的回水水位，加波浪侵袭高再加安全高O.5m。另外由一94一路基水文勘测设

41、计于水库淤积，水利部门规划今后有可能抬高水坝，延长寿命，或改变水库运用方式，或灌溉及发电蓄水位等而使水库水位提高，计算时可酌量提高。9.5 冲刷防护9.5.2沿河路基防护建筑物的冲刷计算应按不同情形考虑:当防护建筑较多的压缩了水流断面，但水流流向不冲击建筑物时，可考虑河床自然演变冲刷与一般冲刷。对护岸或沿河路基采用挡墙、护坡直接防护时，压缩水流与桥渡建筑物压缩水流的性质是相似的，故参照本规范7.2、7.3节计算。沿河路基布设挡墙或护坡没有压缩或很少压缩水流断面，但水流流向冲击防护建筑物时的局部冲刷，条文中未列计算公式。因此，设计中可参考公路水文勘测设计与水毁防治(人民交通出版社，22年1月)有

42、关公式计算。-95一公路工程水文勘测设计规范例J俑，2-2002)条文说明10 特殊地区桥梁水文勘测设计10.1 水库地区10.1.5 1 对于永久性水库下游的桥梁，若坝桥间距甚小，流域面积相差不大于10%时，桥位处设计流量可直接采用水库同频率洪水下泄流量作为桥位处的设计洪水流量。对于非永久性水库下游的桥梁，应考虑溃坝影响。在公路桥位设计中，水库的校核洪水标准等于或高于桥梁设计洪水标准时为永久性水库，否则，为非永久性水库。所说的永久性和非永久性水库是指水库和桥梁设计标准相比较而言，与水库本身的划分标准不是同一概念，两者不要混淆。2对于一些重要桥梁，在上游有非永久性水库时，应建议加以改善，提高防

43、洪能力，如加大溢洪道，降低溢洪道高程，加高加厚水坝等。具体改善办法应与水利部门协商解决，最后应达成协议。3 条文中公式(10. 1. 2-4) ，可考虑应用于区间流域面积小于20%，无资料地区的小流域内。当上游水库与区间洪水作简化组合计算时，可采用此式。对大、中型水库，在其上、下游一般均有实测资料，可根据具体情况，另行考虑计算办法。若坝、桥区间流量较大，亦可将水库的泄流量与区间流量叠加，或进行洪水遭遇计算，以求得桥梁设计流量。若叠加时，水库泄流量过程线应比坝、桥区间流量L 过程线推后一个历时。t=一其中L为坝、桥间距;V为区间河槽内平均流速。- V 泄洪过程线可向水利部门收集。10.1.8 水

44、库地区的桥孔设计，应按桥位在水库上游、库区和水库下游三种情况分别考虑。桥位在水库上游，桥位宜选在水库回水曲线范围以外，其桥孔设计应着重考虑水库泥沙淤积回水影响。桥位在库区，应选在岸坡稳定和库面较窄处。桥位在水库下游，应重点考虑水库清水冲刷，必要时还应按溃坝进行验算。-96一特殊地区桥梁水文勘测设计10.2 泥石流地区10.2.1 水文调查的目的，首先要分析确定形成泥石流的可能性，泥石流的形成有三个基本条件，即10.2.2 一一汇水区域内有失稳的大量松散固体物质;一一相应的水体，如大量的降雨、急剧消融的冰雪或渠道、水库溃决;一一地形陡峻，沟槽纵坡较大。其次要确定桥位所处的河段特点。泥石流河沟一般

45、可分为三个区段:形成区一一一般位于汇水水域中上游，多呈集水盆地或围谷盆地，山坡陡峻，沟槽纵坡大，不良地质现象发育，山坡不稳，水土流失严重。坡面水流与松散固体物质主要在此汇聚。流通区一一一般位于汇水水域中下游，多为沟谷地形，沟道断面比较窄深，两岸山坡比较稳定，沟壁有明显的泥石流痕迹，沟床有冲有淤，近于平衡，如元基岩控制，略趋下切。沉积区一一位于汇水水域的下游，多在沟谷的出口处，平面上呈冲积扇形，是识别泥石流沟的主要标志之一。第三区分稀性泥石流和粘性泥石流，可按表1特征区分。第四确定泥石流所处的发展时期，一个地区或一条沟的泥石流可分为三个发展时期，即发展期、旺盛期、衰退期。各期主要指标见表2。第五

46、收集水文水力计算分析需要的基础资料，核对计算成果。根据上述调查目的，确定本条调查内容。1 关于泥石流容重的测定。泥石流容重是区分稀性泥石流和粘性泥石流的重要指标，也是泥石流流速、流量计算中的主要参数。目前确定泥石流容重的方法-97一公路工程水文勘测设计规范(ITJ俑2一刻脱)条文说明很多，有称重法、体积比法、按固体物质储备量计算法、按汇水区域坡度计算法等。除称重法、体积比法外，其他方法都有地区适应性，故采用称重法和体积比法作为泥石流容重测定的标准方法，考虑到这二种方法在使用中如遇有困难，又规定可参考应用其他经验性的测定方法。表1稀、粘性泥石流特征表主刁艾粘性稀性容重(kN/m3)15-刀12-

47、18 粘度(Pas)0.3 15 0.058 0.92 -0.33 3 河北省黑龙港地区200-15 0.032 0.92 -0.25 3 河北省平原地区30-1x) o.俐。0.92 -0.33 3 山西省太原平原区0.031 0.82 -0.25 0:;5 0.0135 1. -0.201 3 湖北省平湖区5 0.017 1. -0.238 3 辽宁省中部平原区50 0.0127 0.93 - 0.176 3 应用当地排涝公式推求桥位设计流量时，应考虑桥位设计洪水与防洪排涝设计洪水在汇流与槽蓄方面的差异，当此项差异较大时，应考虑流域行洪滩地蓄洪、滞洪以及分洪的影响。计算沟渠排涝流量按下式计

48、算:M = KRmFn 式中:M一一排水模数(m3/s.km2);R一一设计径流深(mm);F一一排水沟设计断面所控制的汇水面积(km2); K一一综合系数，见表1。暴雨中心偏上、净雨历时长、地面坡度小、流域形状系数小、河网调节程度大，K值则小，反之则大;n一寸羞减指数，见表1。大流域n值一般在-O. 35 - - O. 20，小流域n值在-0.20-0之间;m一一峰量指数，见表1。排水状况较好或排水状况一般但流域坡度较大者，m值一般较大;排水状况较差，受回水影响的河渠，m值较小;开挖后的河渠，排水条件有所改善，m值一般比未开挖前增大。按上式求得排水模数后，即可推求沟渠各断面的排水流量，其公式

49、为:。=MF 式中符号意义同前。一103一公路工程水文勘测设计规范例1062-2伽)条文说明有的蓄涝区全靠排涝站提排，其最大排水流量由当地有关部门提供。在蓄涝区内设有排涝沟渠和排涝站的，根据内外水位高低、沟渠和排涝站分布及所在地形位置和实际应用情况，考虑蓄涝容积调蓄后的流量加以折减，需要进行流量分配的则进行分配计算。2 渠道、通航运河上的设计水位与流量我国很多平原地区，地势低洼，大小河流纵横交错，称为平原河网。河网分为:滨海感潮河网(如珠江三角洲)，其河流下游直接与海洋相连，河网水流受外海潮沙影响，在外海潮沙和上游洪水的相互作用下，水流呈不稳定状态;联湖平原河网(如江苏、浙江的太湖流域平原)，其河流直接连接大型湖泊，河网水流通过湖泊的调蓄，涨落缓慢，其自然