海地水文hardbf.doc

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《海地桥涵水文综合计算分析系统HARDBF用户手册》

目录

目录 1

第一章桥涵水文综合分析系统简介 3

第二章流量计算 5

2．1形态断面分析法 5

2．2洪水频率分析法 6

2．3洪水调查分析法 7

2．4经验公式法流量计算及系数查询 8

2．5稳定非均匀流洪峰流量计算 8

2．6急滩临界洪峰流量 9

2．7卡口洪峰流量计算 9

第三章桥面高程及孔径计算 10

3．1大中桥梁孔径计算 10

3．2小桥孔径及桥面高程计算 11

3．3桥面高程计算 11

第四章冲刷计算 13

4．1桥梁一般冲刷深度计算 13

4．2桥梁局部冲刷深度计算 14

第五章涵洞水力计算 16

5．1箱涵、盖板涵水力计算 16

5．2拱涵水力计算 17

5．3圆管涵水力计算 17

5．4竖井式倒虹吸涵洞水力计算 18

第六章工具 19

6．1河滩糙率系数查询 19

6．2河槽糙率系数查询 19

6．3石盖板涵水力计算用表查询 19

6．4钢筋混凝土盖板涵水力计算用表查询 20

6．5箱涵水力计算用表查询 21

6．6圆管涵水力计算用表查询 21

6．7绘图功能简介 22

22

第一章桥涵水文综合分析系统简介

海地桥涵水文综合分析系统（HardBridgeFlow）是一套专用于桥梁和涵洞水文综合计算的一套软件。

它集大、中、小桥梁及涵洞的设计流量计算、孔径计算、冲刷深度计算、桥面高程计算为一体，全面涵盖了桥梁和涵洞水文计算的各个方面。

它操作简便，计算结果精确可靠，已逐渐成为桥梁工作者的必备软件。

在绘图方面,HardBF采用了先进的OLE自动化技术,使得用户可以在瞬间将计算结果转化为AutoCAD的图形文件,并且可以对图纸实时修改,非常方便。

它的主要功能如下：

1、形态断面分析法计算流量IDH_XTF

2、洪水频率分析法计算流量IDH_PLF

3、洪水调查分析法计算流量IDH_DCF

4、稳定非均匀流洪峰流量计算IDH_HFLL

5、急滩临界流量计算IDH_JTLL

6、卡口洪峰流量计算IDH_KKLL

7、大中桥孔径计算IDH_KJJS

8、小桥孔径计算和桥面高程计算IDH_XKJJS

9、大中桥桥面高程计算IDH_QMGC

10、桥梁一般冲刷深度计算IDH_YBCS

11、桥梁局部冲刷深度计算IDH_JBCS

12、箱涵、盖板涵水力计算IDH_CXGH

13、拱涵水力计算IDH_CGH

14、圆管涵水力计算IDH_CYGH

15、竖井式倒虹吸涵洞水力计算IDH_CDHX

16、河滩糙率系数查询IDH_HTCL

17、河槽糙率系数查询IDH_HCCL

18、经验公式法流量计算及系数查询IDH_XSCX

19、石盖板涵水力计算用表查询IDH_SGBH

20、钢筋混凝土盖板涵水力计算用表查询IDH_GGBH

21、箱涵水力计算用表查询IDH_XH

22、圆管涵水力计算用表查询

系统配置要求：

处理器CPU速度：

主频不低于133MHz

内存RAM容量:

不少于8MB

显示器分辨率:

不小于800×600

操作系统：

Win9x/Win2000

图形支持平台：

AutoCADR14.0、AutoCADR2000、AutoCADR2002

IDH_YGH

第二章流量计算

2．1形态断面分析法

形态断面分析法是以指定的形态断面为基础，分析断面上不同水位对应的流量、流速、过水面积、最大水深、平均水深、水面宽度等参数；或则反向分析自定的流量流过此断面时的水位、流速、过水面积、最大水深、平均水深、水面宽度等参数。

从而为以后的水文计算项目提供基本资料。

可点击“打开”钮打开一个文件，点击“保存”钮保存当前文件。

断面的坐标模式可选以下四种：

1、桩号、高程模式：

即距离和高程均采用绝对值。

2、距离、高差模式：

即距离为相对于前一点的距离，高程为相对于前一点的高差，正值表示高于前一点，反之低于前一点。

注意第一点需用绝对桩号和高程。

3、相对距离、高程模式：

即第一点采用桩号，以后各点相对于前一点的距离，高程采用绝对高程。

4、桩号、高差模式：

第一点高程采用绝对高程，以后各点相对于前一点的高差，距离采用桩号。

操作注意事项：

1、滩槽的糙率系数可以采用河槽糙率系数查询功能IDH_HCCL和河滩糙率系数查询功能IDH_HTCL查取，也可以直接输入。

2、描述滩槽的点数应至少为2点，因为至少2点才能组成一条线。

3、可通过点击“水位计算流量”钮实现“水位计算流量”和“流量计算水位”两种计算模式下切换。

4、数据输入完成后可点击“计算”钮进行计算，计算结果和断面图即显示在图形区，可以设置“图形设置”区域中的参数来调整断面图形的显示。

6、每次计算正常完成后可点击“输出”钮进行计算书的生成。

7、每次计算适应注意设置时的水平步距、垂直步距和计算精度。

8、计算所得结果单位制为米-秒制。

2．2洪水频率分析法

洪水频率分析法是以洪水的流量年系列资料为基本资料，以皮尔逊-Ⅲ型曲线位理论基础，分析计算指定频率的洪水流量的。

程序使用输入洪水流量的年系列资料和偏差系数与变差系数的比值，即可计算出常用14中频率的洪水流量。

其中Cs/Cv值既可以直接根据经验直接输入，也可以点击“查询>>”钮按照水文分区IDH_XSCX来查取。

数据输入完成后点击“计算”图标计算，即可得到计算结果和三条频率-流量曲线图。

说明：

1、图中经验频率-流量曲线即为维泊尔公式计算结果。

2、理论频率-流量曲线即为采用皮尔逊-Ⅲ型曲线的计算结果。

3、实现频率-流量曲线即为采用求矩适线法的计算结果。

4、计算输出频率计算结果和实现计算结果的数据形式。

5、计算所的结果可由“输出”钮输出至文本文件形成计算书。

6、可通过点击“绘图”钮来刷新图形的显示。

2．3洪水调查分析法

在无充足的洪水调查资料时，采用此方法计算指定频率的洪水流量。

用户可以从三种计算方法中选择一种进行计算：

1、由三频率、流量及Cs/Cv值计算。

其中三频率可为1-50-99%、3-50-97%、5-50-95%、10-50-90%、2-20-70%、2-30-80%中的任意一种。

Cs/Cv指可由经验公式法流量计算及系数查询IDH_XSCX查取，亦可自行设定其值。

2、由一已知频率的流量、Cs和Cv值计算。

3、Cs、Cv及平均流量

说明：

1、在界面上输入计算频率个数后单击网格，即可输入各计算频率并进行计算。

2、正常计算完成后系统输出计算结果和频率-流量曲线图。

2．4经验公式法流量计算及系数查询

此功能主要完成全国111个水文分区的流量计算系数C和n、K和n’、Q1%/Q2%以及Cs/Cv参数的查询。

其中C和n是采用公式Q=C·Fn进行洪峰流量计算时的参数。

K和n’是采用公式Q2%=K·Fn’进行洪峰流量计算时的参数。

Cs/Cv主要用于洪水频率分析法IDH_PLF中。

以上两式中为F流域面积，以平方公里计。

2．5稳定非均匀流洪峰流量计算

在无洪水观测资料的情况下，当桥位所处河段内各断面的形状和面积相差较大，各断面通过的流量虽然相同，但各断面的的水深和流速却不一样。

因此，河底线、水面线互不平行，其洪峰流量可由此功能进行计算。

上游断面面积：

指上游断面的过水面积。

下游断面面积：

指下游断面的过水面积。

两断面间距离：

指断面沿河流走向的曲线距离。

断面变化：

指沿河流的流向，其形态断面的变化情况

输入基本数据后即可进行计算，得出洪峰流量。

2．6急滩临界洪峰流量

在无洪水观测资料的情况下，当桥位控制断面上游河床坡度小于临界坡度，下游大于临界坡度时，则变坡点处的流量可由此功能计算。

计算所的结果即为所求的洪痕处的流量。

计算方法按照《公路桥位勘测设计规范》中第7.3.1之规定。

其中河床糙率应根据河段平面及水流状况、河床组成及床面情况、岸壁及植被情况来进行综合选区，也可由系统的河槽糙率系数查询进行查询。

2．7卡口洪峰流量计算

在无洪水观测资料的情况下，当桥位的控制断面束窄成卡口时，可根据断面上下游水位差推算其流量。

计算时以上下游两断面的基本参数为基础，为保证计算结果的可靠性，故在选择两计算断面时，应尽可能将断面选择在河流的顺直段，并使两断面形状基本相似，断面间距大于10倍的桥宽。

河床糙率应根据河段平面及水流状况、河床组成及床面情况、岸壁及植被情况来进行综合选区，也可由系统的河槽糙率系数查询进行查取。

IDH_HCCL其它参数意义见稳定非均匀流洪峰流量计算IDH_HFLL中的说明。

第三章桥面高程及孔径计算

3．1大中桥梁孔径计算

此功能主要用于完成各种类型大中桥梁的桥孔净长估算。

其中桥位处的河段可为稳定型、次稳定型、宽滩型、变迁型、游荡型和冲积曼流型六种，系统计算时综合考虑了桥梁对水流的压缩、河床演变对桥孔等影响等因素，对不同的河段类型采用不同计算方法，仪式计算结果更加可靠精确。

说明：

河段类型：

可根据《公路桥位勘测设计规范》中关于河段类型的划分来确定。

设计流量：

指整个断面的设计流量。

河槽流量：

指设计流量中流过河槽部分的流量。

河滩流量：

指设计流量中流过河滩部分的流量。

河槽单宽流量：

为河槽单位宽度的流量，等于河槽设计流量/河槽宽度。

河槽宽度：

指设计水位在形态断面上的河槽部分宽度。

河槽平均水深：

等于河槽设计流量/河槽宽度。

河床比降：

指河床纵坡，以%计。

河床土壤粒径：

指河床泥沙颗粒的平均粒径。

以上数据中的大部分数据可由桥位纵断面的形态断面分析IDH_XTF分析结果中查得。

3．2小桥孔径及桥面高程计算

此功能主要用于完成小桥孔径及桥面控制标高的计算。

它以宽顶堰理论为依据，考虑桥墩及桥台对水流的阻水效应、压缩效应以及对水流流态的影响因素，并以水流不冲刷河床为桥下流速的控制条件，计算出小桥桥孔的最小净长。

河沟设计流量：

可由形态断面分析法IDH_XTF或其它流量计算法得出。

河沟天然水深：

桥下河沟天然状态下的平均水深。

台前边坡坡率：

指桥台边坡沿桥跨方向的坡率。

容许最大流速：

指不冲刷天然河床（或人工铺砌的河床）的最大流速。

断面最底标高：

指桥位纵断面上最低点的高程。

桥下净空高度：

指计算洪水位至上部结构最低点的安全高度。

上部建筑高度：

指上部结构的全高（包括桥面铺装厚度）。

桥台形状：

可选伸出锥坡以外、八字翼墙和锥坡填土中任一种。

当小桥为多孔时，复选“单孔小桥”钮，以输入桥孔数和桥墩垂直于水流方向的宽度。

计算后系统输出计算结果：

流态类型：

桥下水流形式。

桥前水深：

桥前的平均水深。

桥孔长度：

满足桥下流速要求最小桥孔净长。

梁底标高：

上部结构最低点的控制标高。

桥面标高：

桥面的控制标高。

3．3桥面高程计算

此功能主要完成大中桥的桥面中心控制标高的计算。

系统计算时综合考虑了桥墩台对河道压缩引起的桥前壅水、风引起的桥前水上升以及河床横向超高引起的桥前水位抬升等因素，并分别计算输出壅水高度、波浪高度、河湾超高。

桥下土质类型：

指桥下河床泥沙的疏密程度以及泥沙颗粒的组成。

河滩路堤阻段流量：

指相对于天然河道，被新建桥梁的引道、墩台等所阻段的流量，一般可用桥墩计算宽度/标准孔径×100代替。

设计流量：

指桥位纵断面的设计流量。

桥下净过水面积：

指桥下过水面积中扣除桥墩台的阻水面积后的面积。

河槽设计流速：

指设计流量下河槽的流速。

断面平均流速：

指全断面的平均流速，可由ΣQi/ΣAi计算得到。

平均水深：

指断面的平均水深，可由断面总过水面积/设计水位下的断面全宽计算得到。

计算浪程：

指波浪相邻两波峰间的水平距离。

高程计算中不及此项时，填0。

风速：

指水面10m高处，多年所测洪水期间自记2min平均