涵洞计算.pdf
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162附录附录H涵洞流态判别及过流能力计算涵洞流态判别及过流能力计算H.0.1涵洞水流流态决定过流能力所采用的计算公式。
涵洞的流态主要根据进口水深、出口水深与洞高的关系,分为无压流、半压力流、非淹没压力流及淹没压力流,其判别标准为:
1时DH2.1当hD,为无压流;当hD,为淹没压力流。
21.2DH1.5D时当h1.5D时当hD,为非淹没压力流,当hD,为淹没压力流。
式中H从进口洞底算起的上游进口水深(m);h从出口洞底算起的下游出口水深(m);D洞高(m)。
H.0.2无压流涵洞流态还与洞身长度有关,分为长洞与短洞,其判别标准为:
L8H时为短洞;L8H时为长洞。
式中的L为洞身身长度(m),H的意义同前。
H.0.3涵洞过流能力按下列不同流态分别计算:
1无压流涵洞过流能力可按公式(H.031)公式(H.0.3-4)计算2302HgmBQ=(H.0.3-1)gvHH220+=(H.0.3-2)4.000131.2=HhHhss(H.0.3-3)163iLhhs=(短洞)(H.0.3-4)式中Q涵洞过流量(m3/s);B洞宽(m);m流量系数,可近似采用m=0.36;侧收缩系数,可近似取=0.95;H0包括行近流速水头在内的进口水深(m),按公式(H.0.3-2)计算求得;g重力加速度,g=9.81(m/s2);hs洞进口内水深(m),对短洞,可按公式(H.0.3-4)计算求得,对长洞需以出口水深为控制水深,从出口断面向上游推算水面线以确定洞进口内水深;淹没系数,可按公式(H.0.3-3)计算求得或按表H.0.31查得。
v上游行近流速(m/s);动能修正系数,可采用=1.05;其余符号意义同前。
表表H.0.3-1淹没系数淹没系数值表值表hs/H00.720.750.780.800.820.840.860.880.900.911.000.990.980.970.950.930.900.870.830.80hs/H00.920.930.940.950.960.970.980.990.9950.9980.770.740.700.660.610.550.470.360.280.192半压力流涵洞过流能力可按公式(H.0.3-5)计算:
()DiLHgAmQ1012+=(H.0.3-5)式中m1流量系数,由表H.0.32查取;A洞身断面面积(m2);1修正系数,由表H.0.32查取;i洞底坡降;其余符号意义同前。
164表表H.0.32流量系数流量系数m1及修正系数及修正系数1值表值表进口型式m11圆维形护坡0.6250.735八字墙、扭曲面翼墙0.6700.740走廊式翼墙0.5760.7153压力涵洞过流能力分别按下列非淹没压力流与淹没压力流进行计算:
1)非淹没压力流涵洞过流能力按公式(H.0.3-6)公式(H.0.3-10)计算:
()DiLHgAmQ2022+=(H.0.3-6)+=RCgLm22211(H.0.3-7)AR=(H.0.3-8)611RnC=(H.0.3-9)65321+=(H.0.3-10)式中m2流量系数,按公式(H.0.3-7)计算求得;2修正系数,可采用2=0.85;R水力半径(m),可按公式(H.0.3-8)计算求得;湿周(m);C谢才系数(m0.5/s);165n糙率,混凝土洞可采用0.014;除出口损失系数以外的局部水头损失系数总和;1进口损失系数,顶部修圆的进口可采用0.10.2;2拦污栅损失系数,与栅条形状尺寸及间距有关,一般可采用0.20.3;3闸门槽损失系数,可采用0.050.1;5进口渐变段损失系数,可按表H.0.33查得;6出口渐变段损失系数,可按表H.0.33查得;其余符号意义同前。
表表H.0.33渐变段水头损失系数渐变段水头损失系数渐变段形式进口出口扭曲面0.10.20.30.5八字斜墙0.20.5圆弧直墙0.20.52)淹没压力流涵洞过流能力公式(H.0311)公式(H.0.314)计算:
()hiLHgAmQ+=032(H.0.3-11)166+=RCgLm2321(H.0.3-12)654321+=(H.0.3-13)241=下AA(H.0.3-14)式中m3流量系数,按公式(H.0.312)计算。
局部水头系数的总和,较非淹没压力流的值多一个出口损失系数4;A下出口后下游过水断面面积(m2);4出口损失系数,可按公式(H.0.3-14)计算。
当出口后下游过水断面较大,比值A/A下很小时,4可近似取为1;其余符号意义同前。
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