水力学与桥涵水文 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

编辑推荐

　　1.挑选水力学和桥涵水文两门课程中最基本重要的内容进行讲解，实现两门课程的有机衔接
　　2.对复杂知识点进行凝练精简，易懂好学
　　3.突出应用型课程的实用性
　　4.根据最新的《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2015）编写

内容简介

　　《水力学与桥涵水文》根据高等学校土木工程专业应用型本科教学的要求，以土木工程专业(道路与桥梁工程方向)的《水力学与桥涵水文》课程讲授内容为主进行编写，是道路与桥梁专业的通用教材。
　　本书共分为十二章，主要内容包括水力学和桥涵水文两大学科体系，主要讲述了水静力学、水动力学基础、水流阻力与水头损失、明渠水流、堰流与闸孔出流、河川水文基础知识、水文统计的基本原理与方法、桥涵设计流量及水位推算、大中桥孔径设计、桥梁墩台冲刷计算、小桥涵勘测设计等内容。
　　本书按照我国最新颁布的相关规范来编写，可作为普通高等院校应用型本科道路与桥梁专业的教材，亦可供水力学与桥涵水文科研、设计、施工等方面的工程技术人员参考使用。

内页插图

目录

第1章绪论1
1.1课程的性质与任务1
1.2液体的主要物理性质1
1.3作用在液体上的力6
1.4液体的力学模型6
小结7
习题7
第2章水静力学8
2.1静水压强及其特性8
2.2静水压强分布规律10
2.3作用在平面壁上的静水总压力15
2.4作用在曲面壁上的静水总压力19
小结22
习题22
第3章水动力学基础25
3.1描述液体运动的两种方法25
3.2欧拉法的几个基本概念27
3.3恒定流连续性方程30
3.4恒定流的能量方程32
3.5恒定流的动量方程39
小结42
习题43
第4章水流阻力与水头损失45
4.1水流阻力与水头损失概念45
4.2液体运动的两种流动形态及判别45
4.3沿程水头损失计算49
4.4圆管沿程阻力系数51
4.5局部水头损失计算55
小结57
习题57
第5章明渠水流59
5.1明渠均匀流的水力特性和基本公式59
5.2明渠均匀流水力计算基本问题66
5.3明渠非均匀流71
5.4明渠流干扰微波传播特性及两种流态73
5.5临界水深及临界底坡76
5.6明渠急变流80
5.7棱柱体明渠中恒定非均匀渐变流水面曲线分析86
5.8明渠渐变流水面曲线的计算89
小结92
习题92
第6章堰流与闸孔出流94
6.1堰的类型94
6.2宽顶堰水力计算95
6.3闸孔出流99
6.4泄水建筑物下游的衔接与消能101
小结102
习题103
第7章河川水文基础知识104
7.1河流及流域104
7.2泥沙运动和河床演变110
7.3水文资料的收集与整理方法115
小结121
习题121
第8章水文统计的基本原理与方法122
8.1水文现象的特征与分析方法122
8.2水文统计的基本概念123
8.3经验频率曲线与几率格纸125
8.4理论频率曲线与统计参数127
8.5现行频率分析方法132
8.6抽样误差139
小结141
习题142
第9章桥涵设计流量及水位推算143
9.1桥涵分类及一般规定143
9.2按实测流量资料推算144
9.3无实测资料的流量推算144
9.4按暴雨资料推算148
小结158
习题158
第10章大中桥孔径设计159
10.1桥位勘测与选择159
10.2桥孔布设原则162
10.3大中桥孔径计算167
10.4桥面标高的设计与计算171
小结181
习题181
第11章桥梁墩台冲刷计算182
11.1墩台冲刷类型182
11.2桥下断面一般冲刷深度183
11.3墩台局部冲刷深度185
11.4桥下河槽最低冲刷线193
小结197
习题198
第12章小桥涵勘测设计199
12.1小桥涵的分类与特点199
12.2小桥涵勘测201
12.3小桥孔径计算202
12.4涵洞孔径计算208
12.5小桥和涵洞出口处理212
小结217
习题217
参考文献218

现代桥梁设计与结构优化 本书导读： 本书旨在为土木工程、结构工程及相关领域的专业人士和高级学生提供一套全面、深入且极具实践指导意义的桥梁设计与结构优化理论和技术体系。我们聚焦于当代桥梁工程面临的核心挑战——如何在保证结构安全、耐久性和经济性的前提下，实现结构性能的最大化和创新性设计。全书内容紧密围绕现代桥梁结构体系的演变、先进材料的应用、复杂荷载作用下的动力响应分析，以及前沿的结构健康监测与智能运维策略展开，致力于将最新的科研成果转化为可操作的工程实践指南。 第一章：现代桥梁结构体系的演进与分类 本章首先追溯了桥梁结构体系自古典结构向现代复合结构和超大跨度结构的发展历程。详细阐述了当前主流桥梁类型——预应力混凝土梁桥、钢结构桥、组合梁桥、斜拉桥、悬索桥以及独塔桥的结构特性、受力机理和适用范围。重点分析了不同体系在跨越能力、施工便利性及抗震性能上的优劣对比。特别引入了新型桥梁结构概念，如折线形主梁、空间桁架体系以及自适应结构体系，探讨其在特殊地理环境和高标准交通需求下的工程潜力。本章强调结构体系的选择不仅是技术决策，更是经济和环境因素综合权衡的结果。 第二章：先进结构材料及其在桥梁中的应用 现代桥梁的性能提升，很大程度上依赖于新材料的引入。本章系统介绍了应用于桥梁工程的高性能材料。内容涵盖： 1. 高性能混凝土（HPC）与超高性能混凝土（UHPC）： 深入探讨其微观结构、强度机理、极佳的耐久性特性，以及在受拉区、剪切区和极端气候环境下的具体应用配比与施工技术。 2. 新型钢材： 重点分析高强钢、耐候钢（Corten Steel）的抗腐蚀机制、焊接工艺要求和疲劳性能。 3. 复合材料（FRP）： 详细介绍碳纤维增强聚合物（CFRP）和玻璃纤维增强聚合物（GFRP）在桥梁的加固、预应力筋应用中的优势，包括其轻质化、抗疲劳和电绝缘特性。 4. 功能性材料： 讨论形状记忆合金（SMA）在阻尼和自复位结构中的潜在应用，以及自修复材料在提升结构长期服役性能方面的研究进展。 第三章：复杂荷载作用下的结构分析与可靠性评估 本章是全书理论深度的核心体现，侧重于桥梁在实际服役环境中遭受的复杂作用力的精确模拟与分析。 1. 行车荷载的动态模拟： 采用车辆-桥梁耦合动力学模型，精确模拟高速列车、重型卡车等移动荷载产生的冲击、振动及振幅放大效应。引入车辆参数识别技术，提高荷载模型的适应性。 2. 环境荷载的耦合效应： 深入分析温度梯度、风致振动、地震作用及冰雪荷载对桥梁结构的影响。对于大跨度桥梁，重点剖析了气动弹性稳定性（如颤振）的分析方法（包括风洞试验与数值模拟）。 3. 疲劳损伤模型： 基于S-N曲线和Miner准则，建立适用于不同钢材和混凝土界面的疲劳累积损伤模型。对交通流量变化、荷载谱的随机性进行概率分析，评估结构的疲劳寿命。 4. 可靠度分析： 引入基于一阶二阶积分（FORM/SORM）和蒙特卡洛模拟的可靠度评估方法，量化结构失效概率，为设计安全系数的确定提供科学依据。 第四章：大跨度桥梁的特殊设计与施工控制 大跨度桥梁的设计与建造涉及多学科的复杂协调。本章专门剖析斜拉桥和悬索桥的设计难点与控制技术。 1. 索塔与主缆系统设计： 针对斜拉桥的索面布置优化、塔柱的抗倾覆与抗扭转设计，以及主缆的垂度、线形控制。探讨了悬索桥主缆的成缆工艺（架设、张拉、锚固）的精度控制。 2. 施工过程中的结构控制： 详述节段拼装、悬臂浇筑、转体法等复杂施工技术的结构安全监控要点。重点讨论线形误差的实时反馈与调整技术，如利用液压千斤顶对主梁或索塔进行精细调位。 3. 阶段性受力分析： 建立考虑施工顺序、阶段荷载和材料龄期效应的非线性分析模型，确保结构在从临时状态过渡到永久状态过程中的稳定性。 第五章：桥梁结构的抗震设计与减隔震技术 本章聚焦于提升桥梁抵御极端地震事件的能力。 1. 基于性能的设计（Performance-Based Seismic Design）： 阐述如何根据桥梁的重要性、场地条件，设定不同的性能目标（如运营期、大震不倒），并以此指导设计参数的选择。 2. 耗能与隔震技术： 详细介绍粘滞阻尼器、粘弹性阻尼器、屈服型耗能支撑等主动与被动耗能装置的工作原理、选型与布置优化。深入分析滑动支座、叠层橡胶支座等隔震系统的抗震效果与耐久性考量。 3. 结构-场地相互作用（SSI）： 讨论地基土体刚度对桥梁整体地震响应的影响，特别是对深桩基础和高墩结构的影响模型。 第六章：桥梁的健康监测、评估与加固技术 结构健康监测（SHM）是保障桥梁长期服役安全的关键技术。 1. SHM系统集成： 介绍光纤光栅传感器（FBG）、应变片、加速度计、位移传感器在桥梁上的部署策略。重点讨论传感器数据的实时采集、传输和初步处理技术。 2. 模态分析与状态评估： 应用振动响应数据进行模态参数识别（频率、阻尼、振型），并利用模态指纹技术追踪结构损伤的演变。介绍基于有限元模型更新（FEMU）的损伤定位与量化方法。 3. 既有桥梁的评估与寿命延长： 分析钢结构桥的疲劳损伤评估流程、混凝土碳化与氯离子侵蚀的寿命预测。系统介绍碳纤维布/板粘贴、外包钢加固、体外预应力后加装等现代加固技术的适用性、施工规范及效果验证。 结论与展望： 本书最后总结了现代桥梁工程的发展趋势，包括智能化设计工具（如参数化建模与拓扑优化）、数字化孪生桥梁（Digital Twin）的概念构建，以及面向未来交通环境（如自动驾驶卡车荷载）的结构设计前瞻性研究方向。本书力求为读者提供一个前沿、系统且注重实操的桥梁工程设计与优化参考平台。