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桥渡设计第一次作业

唐宋或更早之前，针对“经学”“律学”“算学”和“书学”各科目，其相应传授者称为“博士”，这与当今“博士”含义已经相去甚远。

而对那些特别讲授“武事”或讲解“经籍”者，又称“讲师”。

“教授”和“助教”均原为学官称谓。

前者始于宋，乃“宗学”“律学”“医学”“武学”等科目的讲授者；而后者则于西晋武帝时代即已设立了，主要协助国子、博士培养生徒。

“助教”在古代不仅要作入流的学问，其教书育人的职责也十分明晰。

唐代国子学、太学等所设之“助教”一席，也是当朝打眼的学官。

至明清两代，只设国子监（国子学）一科的“助教”，其身价不谓显赫，也称得上朝廷要员。

至此，无论是“博士”“讲师”，还是“教授”“助教”，其今日教师应具有的基本概念都具有了。

四、主观题（共10道小题）

30. 有资料时推求设计流量的方法

参考答案：

参见习题讲解

31. 洪水指（                                  ）

参考答案：

由于降雨、融雪、融冰等原因，在河床内水量剧增，水位猛涨的现象

32. 按泥沙运动形式可将其分为（                             ）

参考答案：

有推移质和悬移质

33. 

水流通过涵洞时，因水流深度涵洞结构高度关系的不同，产生不同的水流图式，具体可分为（                                        ）。

参考答案：

无压涵洞、 半有压涵洞、有压涵洞

34. 

设计洪水指（                                                                                   ）

参考答案：

在规划设计水工建筑物时，要根据工程的任务和规模，从安全与经济综合考虑，拟定的在修建及使用期间需要防御的作为设计的标准和依据的某一数量洪水

35. 

引起河床演变的因素有（                                                                      ）

参考答案：

河段的来水量及其变化过程，河段的来沙量及其变化过程，河段的河谷比降，河段形态及地质情况

36. 什么是洪水流量资料

参考答案：

资料应满足独立随机选择的要求。

对洪峰流量采用“年最大值法”选择，每年只选取一个最大瞬时洪峰流量。

37. 什么是特大洪水

参考答案：

至今人们对特大洪水还没有一个明确的量的定义。

一般指相当大的洪水。

在频率格纸上，它的频率点与一般洪水的频率点有明显的脱节现象。

在历史洪水中、在实测洪水中都有可能出现特大洪水，在计算时需提出来作单独处理。

38. 什么是桥下一般冲刷？

简述其冲刷机理？

参考答案：

在天然河道上修桥后，水面及河底坡度的变化示意图。

图中A－A为壅水开始断面；B—B为最大壅水处断面；C－C为导流堤前端断面；D—D为桥轴；E－E为导流堤末端断面；F—F为水流开始恢复到天然状态处断面；G－G为颈口断面。

左图有合理导流堤的桥渡水面及河底变化（注：

纵断面为河中心线纵断面）

右图无导流埕的桥渡水面及河底的变化

在A～B之间，水面形成壅水曲线（近似af型壅水曲线）；B-D之间，水面有横向坡，从岸边泛滥线边界向桥孔倾斜，使水面成漏斗状。

当桥头锥形填土能起导流作用，或桥头有合理的导流堤时，桥轴断面与水流最大挤压断面相重合，如图所示，即D—D断面为颈口断面，而且，该断面是扩散段的起点。

当桥头锥形填土不起导流作用，又没有设置导流堤，或导流堤尺寸不当，不能很好导流时，则颈口断面发生在桥轴下游，如图中，G—G断面为颈口断面。

河流纵向流速随着沿程各断面的过水面积及水面宽度（当然还有糙率）不同而变。

 同时，水流的挟沙能力也随流速的大小而异。

在图中，从A－A断面到B－B断面，过水断面逐渐加大，水面坡变缓，流速也逐渐减小，到B—B断面处流速最小，挟沙能力也相应变小。

于是，由上游挟带来的泥沙，因水流挟沙能力逐渐减小，也就沿A－B河段逐渐沉积下来，出现淤积；B—B到D—D断面，过水断面逐渐减小，D—D断面（或G－G断面）过水断面为最小，水面坡度变陡，流速由小逐渐变大，至D－D断面（或G－G断面）处流速为最大，挟沙能力随流速的加大而增大。

水流中的含沙量从大于水流的挟沙能力，而逐渐变为小于水流的挟沙能力。

于是，在B～D河段的河床上，从出现淤积量逐渐减少，转变为出现冲刷；从D－D断面（或G－G断面）到F－F断面，水流逐渐扩散直至恢复天然河宽，流速逐渐变小直至恢复天然河道流速或某一新的与当地条件相适应的流速，挟沙能力也作相应变化，由大变小，河床上从冲刷变小至出现淤积，而后又一次达到新的平衡。

这一过程就是河流的自调过程。

39. 影响桥梁梁底高程的因素有哪些

参考答案：

有线路高程、设计水位洪水、通航要求，其中设计洪水要考虑河流水面高于设计计算水位的因素有：

壅水，浪高，河弯超高，局部股流涌高，水拱，墩前冲高。

第二次作业

三、主观题（共11道小题）

23. 设计流速

参考答案：

“设计流速”值的大小，就是受这种设计思想支配的。

它不是（不一定是）河流天然状态下相应于设计流量、设计水位时所对应的流速，而是受孔径大小，桥孔布置影响的一个量。

当桥孔位于河流断面不同部位时，其设计流速可依相应断面不同部位选用不同值。

对河滩较小，压缩不多的河段，可采用通过设计流量时河槽的天然平均流速；当河滩很大对，按经验确定。

一般设计流速都不超过河床土壤的不冲刷流速。

24. 

某平原河流年最大洪水流量资料如下（流量单位:

m3/s）

计算偏差系数CS。

参考答案：

排队后：

偏差系数   Cs=（2～6）Cv

25. 已知跨某河沟桥桥位设计流量Q2％=35m3／s，河沟天然正常水深ho=1．3m，矩形断面，水流与桥正交，采用ε=0．9，φ=0．9，Ψ=1，河床用片石铺砌加固，υmax=3．3m／s，试确定桥长L及桥前水深H。

参考答案：

 H=1.73M,L=10.7M

26. 泥沙悬浮于水中的原因是

参考答案：

水流紊动的作用

27. 影响地表径流的主要因素有（）。

参考答案：

 降水（雨、融雪）、损耗（下渗、植物截留、填洼、蒸发等）、地面（阻力元状态）、地形

28. 河流水面高于计算水位的因素有些（       ）

参考答案：

壅水，浪高，河弯超高，局部股流涌高，水拱，墩前冲高

29. 一般冲刷深度指（ ）到（）的深度。

参考答案：

设计水面     一般冲刷结束时的河底

30. 形成泥石流的因素有（）

参考答案：

降雨、松散物资堆积、沟底坡度

31. 

推移质是指（）

参考答案：

推移质是指滚动，滑动，跃移，层移等形式运动的河道泥沙

32. 河弯水流水沙运动的关系

参考答案：

水流作曲线运动对，由于离心力（惯性力）的作用，形成螺旋流；

表层水挟沙能力强，底层水挟沙能力弱；

表流变底流时，冲刷河岸

底流变表流时，岸边淤积

33. 山前区河流特点是

参考答案：

河流流出山区进入平原的过渡河段主要有变迁型和冲积扇型，主要原因是河道变宽，坡度变缓，流速降低，水流挟沙能力降低，泥沙淤积，出现河道变浅，河岸消失，河床变迁或出现冲积扇。

第三次作业

三、主观题（共10道小题）

21. 一般冲刷指

参考答案：

由于桥渡压缩河道过水断面，引起桥下河道单宽流量增大，水流夹沙能力增强而出现的桥下河底普遍冲刷现象。

一般冲刷深度指设计水面到一般冲刷停止时的河底的深度.

22. 局部冲刷指

参考答案：

桥墩阻水使水流结构变化所引起桥墩周围的河床变形

23. 确定桥梁孔径后如何推求墩底标高

参考答案：

参见习题讲解

24. 径流

参考答案：

径流是由降水产生的由流域内汇集到河网沿河槽下泄的水流的总称。

影响地表泾流的主要因素有降雨（融雪，融冰），下垫面入渗状态，流域汇流过程

25. 流域

参考答案：

降落到地面的水能够汇集到某一河流的区域称为该河流的流域。

而桥位流域指：

降落到地面的水产生的径流会汇聚到桥下的区域。

26. 适线法

参考答案：

适线法求频率的过程。

收集资料（桥位处年最大瞬时洪峰流量）

资料审查（可靠性,代表性,一致性）

资料排队（由大到小,不同序列）

经验频率计算（期望式,条件式）

经验频率曲线

统计参数计算

理论频率曲线

适线（调整三个参数，使理论频率曲线接近经验频率曲线）

求出设计洪峰流量

27. 设计流量

参考答案：

在规划设计水工建筑物时，要根据工程的任务和规模，从安全与经济综合考虑，拟定一个在修建及使用期间需要防御的某一数量洪水流量作为设计的标准和依据，这一洪水流量称为水工建筑物的设计洪水流量。

28. 孔径

参考答案：

在设计水位下，桥墩台之间的净距之总和

29. 无压涵洞

参考答案：

设计水流通过涵洞时，沿涵洞全长各断面均有自由水面

30. 壅水

参考答案：

由于修桥压缩了河流的过水面积，为了保持水流的连续性，在河流自调过程中，桥渡水面变化，在桥轴断面上游某处出现最大壅水高。

第四次作业

二、主观题（共20道小题）

19. 设计流量的计算方法一般采用:

参考答案：

成因分析方法、数理统计方法、地理综合法

20. 桥下河床的冲刷可以分解为     、     两个独立的部分。

参考答案：

一般冲刷、局部冲刷

21. 

水流通过涵洞时，因水流深度涵洞结构高度关系的不同，产生不同的水流图式，具体可

分为

参考答案：

无压涵洞、 半有压涵洞、有压涵洞

22. 

进行桥位选择时，主要考虑：

____________的要求

参考答案：

河流形态、地质特点、通航条件、地面设施、施工布局

23. 引起河床演变的因素：

参考答案：

河段的来水量及其变化过程，河段的来沙量及其变化过程，河段的河谷比降，河段形态及地质情况

24. 影响暴雨洪峰流量的因素有哪些？

参考答案：

暴雨（强度、时空分布）

地表入渗、截流

流域汇流状态

25. 桥孔长度的确定主要考虑哪些因素？

参考答案：

河流特点、河床形态、设计流量、流速、冲刷系数、斜交角度

26. 什么是桥下一般冲刷？

简述其冲刷机理？

参考答案：

在天然河道上修桥后，水面及河底坡度的变化示意图。

图中A－A为壅水开始断面；B—B为最大壅水处断面；C－C为导流堤前端断面；D—D为桥轴；E－E为导流堤末端断面；F—F为水流开始恢复到天然状态处断面；G－G为颈口断面。

左图有合理导流堤的桥渡水面及河底变化（注：

纵断面为河中心线纵断面）

右图无导流埕的桥渡水面及河底的变化

在A～B之间，水面形成壅水曲线（近似af型壅水曲线）；B-D之间，水面有横向坡，从岸边泛滥线边界向桥孔倾斜，使水面成漏斗状。

当桥头锥形填土能起导流作用，或桥头有合理的导流堤时，桥轴断面与水流最大挤压断面相重合，如图所示，即D—D断面为颈口断面，而且，该断面是扩散段的起点。

当桥头锥形填土不起导流作用，又没有设置导流堤，或导流堤尺寸不当，不能很好导流时，则颈口断面发生在桥轴下游，如图中，G—G断面为颈口断面。

河流纵向流速随着沿程各断面的过水面积及水面宽度（当然还有糙率）不同而变。

 同时，水流的挟沙能力也随流速的大小而异。

在图中，从A－A断面到B－B断面，过水断面逐渐加大，水面坡变缓，流速也逐渐减小，到B—B断面处流速最小，挟沙能力也相应变小。

于是，由上游挟带来的泥沙，因水流挟沙能力逐渐减小，也就沿A－B河段逐渐沉积下来，出现淤积；B—B到D—D断面，过水断面逐渐减小，D—D断面（或G－G断面）过水断面为最小，水面坡度变陡，流速由小逐渐变大，至D－D断面（或G－G断面）处流速为最大，挟沙能力随流速的加大而增大。

水流中的含沙量从大于水流的挟沙能力，而逐渐变为小于水流的挟沙能力。

于是，在B～D河段的河床上，从出现淤积量逐渐减少，转变为出现冲刷；从D－D断面（或G－G断面）到F－F断面，水流逐渐扩散直至恢复天然河宽，流速逐渐变小直至恢复天然河道流速或某一新的与当地条件相适应的流速，挟沙能力也作相应变化，由大变小，河床上从冲刷变小至出现淤积，而后又一次达到新的平衡。

这一过程就是河流的自调过程。

27. 影响桥梁梁底高程的因素有哪些？

参考答案：

有线路高程、设计水位洪水、通航要求，其中设计洪水要考虑河流水面高于设计计算水位的因素有：

壅水，浪高，河弯超高，局部股流涌高，水拱，墩前冲高。

28. 桥位置选择一般应遵循那些哪原则？

参考答案：

1．技术复杂、修复困难或重要特大桥的桥位，在已定线路大方向的前提下，应根据河流形态、地质特点、通航条件、地面设施、施工布局以及与地方工农业发展的关系，在较大范围内作全面比选确定。

当方案比选结果相仿时，应优先采用水文及地质条件较好的桥位。

2．一般特大桥和大中桥的桥位，应配合线路走向，在适当范围内根据河段的水文、地形、地质、地物等特征，经综合比选确定。

3．地震区的桥位选择，应按现行的国家工程抗震有关规定执行。

29. 

某平原河流年最大洪水流量资料如下（流量单位:

m3/s）

计算偏差系数CS？

参考答案：

30. 

参考答案：

H=1.73m

L=10.7m

31. 某一级公路大桥，在一百年内遇到大于设计频率洪水的可能性是多少？

参考答案：

P=0.634

32. 水文现象有哪些特点？

参考答案：

1.不重复性（随机性）

由于影响水文现象的因素十分复杂,任何时间和地点都不可能完全重复出现，而是随时随地在变化着，具有随机性。

在某河的某一指定测站，所测得的全部水文资料没有任何一个是完全相同的，如流量过程线各年的都不完全一样。

2．周期性

由于地球是太阳系中的行星，太阳系在天体中运行有一定性规律。

地球绕太阳旋转，以年为周期出现春、夏、秋、冬四季。

虽然每年夏季的降水和温度不会完全一样，但每年都H{现夏季则是肯定的，也就是说水文现象与其影响因素之间存在着确定性的物理关系。

3．地区性

由于人们将地形、地貌及地理位置相近的地方划为同一地区，其气候条件、流域特征有着共同的特性，因此反映在水文现象上必然有着明显的地区性。

如从地理位置来说，我国可分为南方和北方，南方多雨，而北方少雨；从地形上又可分山区和平原，山区河流，河水多暴涨暴落，而平原河流涨落较平缓

33. 叙述统计法求设计洪峰流量的过程

参考答案：

34. 

叙述山区河流的水文特点

参考答案：

山区河流流经地势高峻、地形复杂的山区。

河床演变幅小，变形速度慢。

河流边界受岩性及构造运动影响大，河漫滩一般不很发育。

两岸常有明显阶地。

急流缓流沿程相间。

山区河流在发育过程中以下切为主，河谷呈“”或“”字形式。

当水流平行岩石走向流动时，河床顺直，不易冲刷，形态稳定；当流向垂直岩石走向时，岩石伸入河中形成凹凸不平的锯齿形河床，河流多剧烈转折，形成急弯急流，河床形态极不规则，水流紊乱，流象十分险恶。

山区坡面陡峻，岩石裸露，经流系数大，汇流时间短，气温变化大，降雨强度较大，洪水猛涨猛落。

一般洪水持续的时间不长。

洪枯水期不能截然分开，如洪水期久晴不雨，出现枯水或断流，而枯水期遇上大雨，河中亦出现洪水。

由于受地理条件的影响，山区河流的流量与水位变幅极大。

山区河流的悬移质含沙量因地而异。

岩石风化严重、植被不好的地区，洪水期坡面径流大，侵蚀强度大，能形成含沙浓度极大且挟带大量石块的泥石流。

其悬移质大部分属于中细沙和粘土。

由于比降大，流速大，含沙量一般都不饱和。

其推移质则多为卵石及粗沙。

但一般由于洪水历时短，故输沙量并不大（泥石流除外）。

在枯水期含沙量很小，水流可变为清水流。

35.  如何确定桥面高程

参考答案：

有线路高程、设计水位洪水、通航要求，其中设计洪水要考虑河流水面高于设计计算水位的因素有：

壅水，浪高，河弯超高，局部股流涌高，水拱，墩前冲高。

通航要求要考虑通航水位和通航净空高度。

36. 

.某水文站有1958年至1987年30年的实测洪峰流量资料。

通过历史洪水调查与考证，在200年中历史洪峰流量最大是1903年的洪水，第二位是1921年的洪水，此外还调查到1956年的洪水是近50年中的第一位，但在200年考证期中序位无法得到。

求百年一遇流量？

年份

流量

年份

流量

年份

流量

1904

12600

1961

6610

1966

4390

1921

11500

1972

5300

1984

4300

1956

10500

1962

5100

1976

4230

1981

9200

1973

5100

1967

4020

1963

8670

1982

5000

1985

4010

1979

7120

1964

4900

1977

3930

1970

6830

1975

4800

1973

3800

1958

6430

1968

4690

1974

3720

1971

6120

1980

4600

1986

3620

1959

5920

1965

4540

1969

3570

1987

5700

1983

4400

1960

3100

参考答案：

洪水资料

参数计算

经验频率计算

资料排队

画经验频率曲线

理论频率计算

画理论频率曲线

适线

修改参数

求出设计流量

37. 

1,什么是悬移质?

2.为什么河弯处凹岸被冲?

3.影响河床演变的主要因素是什么?

4.桥梁孔径计算要考虑哪些因素?

参考答案：

1悬浮在水流中随水流运动的泥沙颗粒。

天然河流大都属紊流，泥沙颗粒进入主流区后，如果遇到向上的紊动涡体，就会被带入更高层的水流中去，并随水流一起运动，成为悬移质。

2需讲述

（1）河弯水流的螺旋流

（2）水流挟沙能力垂线分布（3）水沙运动过程

3.河段的来水量及其变化过程； 河段的来沙量及其变化过程； 河段的河谷比降； 河段形态及地质情况。

4.河段特性,流量,流速,斜角角度,河床断面

38. 

1.      水库对其下游桥梁有什么影响?

2.      如何确定桥梁梁底标高?

3.      叙述下挑淹没式丁坝附近水沙运动.

参考答案：

1讲述.泄洪流量,溃坝流量,清水冲刷对桥梁的影响

2.讲述由通航水位,航道等级,通航净空,设计洪水,壅水等引起水面抬高的因素,安全值等确定梁底标高,

3.根据进入两坝间水流的挟沙能力的不同讲述两坝间被冲刷的原因

一、主观题（共2道小题）

参考答案：

答：

原拟桥长过大

2. 

参考答案：

答：

采用不同公式在16m左右