涵洞计算

162附录H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h≥D，为淹没压力流。21.2DH≤1.5D时当hD，为半压力流；当h≥D，为淹没压力流。3H1.5D时当hD，为非淹没压力流，当h≥D，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；L≥8H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.03—1）～公式（H.0.3--4）计算2302HgmBQσε=（H.0.3--1）gvHH220ε+=（H.0.3--2）4.000131.2⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−=HhHhssσ（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；ε——侧收缩系数，可近似取ε=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；σ——淹没系数，可按公式（H.0.3--3）计算求得或按表H.0.3—1查得。v——上游行近流速（m/s）；α——动能修正系数，可采用α=1.05；其余符号意义同前。表H.0.3-1淹没系数σ值表hs/H0≤0.720.750.780.800.820.840.860.880.900.91σ1.000.990.980.970.950.930.900.870.830.80hs/H00.920.930.940.950.960.970.980.990.9950.998σ0.770.740.700.660.610.550.470.360.280.192半压力流涵洞过流能力可按公式（H.0.3--5）计算：()DiLHgAmQ1012β−+=（H.0.3--5）式中m1——流量系数，由表H.0.3—2查取；A——洞身断面面积（m2）；β1——修正系数，由表H.0.3—2查取；i——洞底坡降；其余符号意义同前。164表H.0.3—2流量系数m1及修正系数β1值表进口型式m1β1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：()DiLHgAmQ2022β−+=（H.0.3--6）∑++=RCgLm22211ξ（H.0.3--7）χAR=（H.0.3--8）611RnC=（H.0.3--9）65321ξξξξξξ++++=∑（H.0.3--10）式中m2——流量系数，按公式（H.0.3--7）计算求得；β2——修正系数，可采用β2=0.85；R——水力半径（m），可按公式（H.0.3--8）计算求得；χ——湿周（m）；C——谢才系数（m0.5/s）；165n——糙率，混凝土洞可采用0.014；∑ξ——除出口损失系数以外的局部水头损失系数总和；1ξ——进口损失系数，顶部修圆的进口可采用0.1~0.2;2ξ——拦污栅损失系数，与栅条形状尺寸及间距有关，一般可采用0.2~0.3；3ξ——闸门槽损失系数，可采用0.05~0.1；5ξ——进口渐变段损失系数，可按表H.0.3—3查得；6ξ——出口渐变段损失系数，可按表H.0.3—3查得；其余符号意义同前。表H.0.3—3渐变段水头损失系数渐变段形式进口出口扭曲面0.1~0.20.3~0.5八字斜墙0.20.5圆弧直墙0.20.52）淹没压力流涵洞过流能力公式（H.03—11）~公式（H.0.3—14）计算：()hiLHgAmQ−+=032（H.0.3--11）166∑+=RCgLm2321ξ（H.0.3--12）654321ξξξξξξξ+++++=∑(H.0.3--13）241⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−=下AAξ（H.0.3--14）式中m3——流量系数，按公式（H.0.3—12）计算。∑ξ——局部水头系数的总和，较非淹没压力流的∑ξ值多一个出口损失系数ξ4；A下——出口后下游过水断面面积（m2）；ξ4——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，ξ4可近似取为1；其余符号意义同前。