论文总字数：37147字

摘 要

论文作者签名 谭文哲 导师签名 高英 日期 2019.5.29

摘 要

本文建立在巴基斯坦中美公路建设项目承接背景之下，对中美关于公路水文建设的相关规范举例进行对比分析，以帮助我国有关企业更好承接巴基斯坦相关工程建设工作，并为我国相关规范的进一步修订提供参考。

本文在水力计算中选取涵洞作为重点研究对象。中美采用不同的规范设计方法设计的涵洞在其适用性、安全性及经济性方面具有较大差异。

本文在中国规范方面选取典型的无压式自由流圆管涵为例，以巴基斯坦项目实际参数为背景，按照中国公路水文规范进行水力设计计算，并进一步总结中国规范设计程序：在中国规范中将涵内水流状态划分为无压力式、半压力式和压力式三种基本形式，根据水文条件，初步设定涵内水流状态，先取用一个经验系数，推测管径的大致范围，再进一步验算水流状态，从而完成对设计方案的验算。而美国方面则采用非淹没式圆管涵为例进行同样初始条件下的设计计算，并对美国规范规定的设计程序进行总结：美国规范规定先根据经验拟定初步设计方案，然后分别进行进出水口控制计算，取两者较大值与允许水头高度进行比较以对初始设计方案进行修正。最后，本文对中美设计结果进行对比，从量纲、设计方法、进水口类型及参数选用三个方面进行结果差异性分析。

关键词：公路水文，中美设计规范，水流状态，无压涵洞，孔径计算

Abstract

This paper is based on the background of Pakistani Sino-US highway construction project undertaking, and makes a comparative analysis of the relevant norms on highway hydrology construction between China and the United States，in order to help Chinese enterprises better undertake Pakistani related engineering construction work and provide reference for the further revision of relevant norms in China.

In this paper, culvert is selected as the key research object in hydraulic calculation. The culverts designed by different normative design methods in China and the United States differ greatly in their applicability, safety and economy.

In this paper, the typical unconfined free-flow circular pipe culvert is selected as an example in the Chinese code. Taking the actual parameters of Pakistan project as the background, the hydraulic design calculation is carried out in accordance with the Chinese Highway Hydrological Code, and the design procedure of the Chinese code is further summarized. In the Chinese code, the flow state in the culvert is divided into three basic forms: pressure-free, semi-pressure and pressure, according to the hydrological strip. Firstly, an empirical coefficient is used to estimate the approximate range of pipe diameter, and then the flow state is checked to complete the checking calculation of the design scheme. In the United States, non-submerged circular culvert is used as an example for the design calculation under the same initial conditions, and the design procedures stipulated in the United States Code are summarized: the United States Code stipulates that the preliminary design scheme should be drawn up based on experience, and then the control calculation of the inlet and outlet should be carried out separately, and the larger values of the two and the allowable head height should be compared to revise the initial design scheme. Finally, this paper compares the design results between China and the United States, and analyses the difference of the results from three aspects: dimension, design method and type of intake.

KEY WORDS: Highway Hydrology, Design Specifications of China and the United States ，Flow State，Pressure free culvert，Aperture calculation

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1研究背景和意义 1

1.2中美设计规范概述 1

1.2.1中国公路水力计算规范概述 1

1.2.2美国公路水力计算规范概述 2

1.2.3 设计洪水流量 2

1.3主要研究内容 3

第二章 中国公路水力计算方法 5

2.1 涵洞水力计算 5

2.1.1 涵洞概述 5

2.1.2 水流通过涵洞的水力图示 7

2.1.3 基本计算公式 8

2.2 圆管涵水力计算公式 9

2.2.1 圆管涵水力要素 10

2.2.2 水力计算公式 11

2.3 圆管涵水力计算案例 12

2.3.1 无压自由流圆管涵水力计算算例 12

2.3.2 无压自由流圆管涵水力计算结果分析 15

2.4 本章小结 16

第三章 美国公路水力计算方法 18

3.1 美国涵洞水力设计 18

3.1.1 概述 18

3.1.2 控制类型 18

3.1.3 进水口控制 18

3.1.4 出水口控制 21

3.2 美国公路水力计算算例 24

3.2.1 非淹没式圆管涵算例计算设计过程 24

3.2.2 非淹没式圆管涵设计计算结果分析 29

3.3 本章小结 29

第四章 中美设计规范对比分析 30

4.1 量纲 30

4.2 计算方法 30

4.3进水口类型及参数选用 32

4.4 本章小结 34

第五章 结论和展望 35

5.1结论 35

5.2 展望 36

参考文献 37

致 谢 39

第一章 绪论

1.1研究背景和意义

改革开放以来，我国国际地位及综合国力的不断提高使得我国成为世界瞩目的对象。与此同时，我国的交通行业也不断与世界接轨，在世界舞台上留下了一次又一次中国人的足迹，展示出我国的大国风光与大国担当。

在我国与巴基斯坦的就公路水文方面的合作项目中，遇到了一些因为规范标准的不同所带来的问题。

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