二、非粘性土河滩
Q h 1 tm Btj htq hp VH 1
53

56
7.3.1 5
Qt1 Q1 Qp Qc Qt1
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(7.3.1 6)
式中：
Q1 — —桥下河滩部分通过的设计流量（m 3 / s）；
htm — —桥下河滩最大水深（m）；
htq — —桥下河滩平均水深（m）；
Btj — —河滩部分桥孔净长（m）；
VH 1 — —河滩水深1m时非粘性土不冲刷流速（m / s）， 可按表7.3.1 3选用。
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64-1：粘性土河床
一、河槽部分
Q2 hcm Ad Bcj hcq hp 1 0.33 I L
53

58
7.3.2 1
（13-13）
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式中：
Ad — —单宽流量集中系数，取1.0～1.2；
I L — —冲刷坑范围内粘性土液性指数， 适用范围0.16～1.19。
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二、河滩部分
Q h 1 tm Btj htq hp 0.33 1 I L
V0 — —河床泥沙起动流速（m / s）；
V — —墩前泥沙起冲流速（m / s）；
' 0
V — —一般冲刷后墩前行近流速（m / s）， 按规范7.4.4条规定计算；
d — —河床泥沙平均粒径（mm）；
n1 — —指数。
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2、65-2公式
当V V0 V V0' 0.6 0.15 hb K K 2 B1 hP V 0
2）64-1修正式
Qcp hmax hp 16 L j Ed h
Q2 hcm Ad Bcj hcq hp 16 Ed
53
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35
hb K K 2 B h
0.6 0.15 1 P
当V V0
VV V 0
' 0

n2
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V0 0.28d 0.7
V 0.12d 0.5
' 0
0.5
0.55
V0 n2 V
0.23 0.19 lg d
3 m1
hmax
13 - 20
K 1 0.02 lg
H max Hd
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64-2 公式：基于输沙平衡理论
适用于 非粘性土河槽
规范：64-2 简化式
Q2 h p 1.04 Ad Q c
0.90 0.66
Bc 1 B cg
当河槽能扩宽至全桥时取用Q p；
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Q2 — —桥下河槽部分通过的设计流量（m 3 / s），
Qc — —天然状态下河槽部分设计流量（m / s）；
3
3
Qt1 — —天然状态下桥下河滩部分设计流量（m / s）；
Bcg — —桥长范围内的河槽宽度（m）， 当河槽能扩宽至全桥时取用桥孔总长度；
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桥墩的局部冲刷
冲刷深度与行近流速关系
2013-7-27
桥墩的局部冲刷
冲刷深度与行近流速关系
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一般冲刷深度与局部冲刷深度的区别：
1、一般冲刷深度是从设计水位至一般冲刷线 的最大深度 2、局部冲刷深度是从一般冲刷线至冲刷坑底 的最大深度
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《公路桥位勘测设计规范》JTGC30-2002 推荐的65-1，65-2修正后的新公式
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桥墩的局部冲刷

桥墩局部冲刷的机理
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第四节 桥墩的局部冲刷

桥墩局部冲刷的机理
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桥墩的局部冲刷
冲刷深度与行近流速关系 桥墩局部冲刷深度与冲向桥墩的水流速度(以垂线平 均流速表示)有关。当速度V增大到一定程度时，桥 墩迎水面两侧的泥沙首先被水流冲走，床面开始冲 刷，此时冲向桥墩的水流行近流速（垂线平均流速） 称为桥墩起冲流速v’0。桥墩起冲流速v’0一般为床沙 起动流速v0的0.4～0.6倍。 流速小于v0 的冲刷为清水冲刷，大于v0 的为动床 冲刷。
一、非粘性土河床的局部冲刷深度 1、65-1修正式
(1)、 当V V0时，hb K K B (V V )
0.6 1 1 ' 0
V V (2)、 当V V0时，hb K K1 B (V0 V ) ' V V 0 0
0.பைடு நூலகம் 1 ' 0 ' 0
h — —冲刷前的垂线水深
P — —冲刷系数
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2、无导流堤时桥台偏斜冲刷深度
h h P (hmax h) h hmax
' P
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3、岩土河床易冲土壤部分的冲刷深度
h
'' P
PAq A2 A1
2
2
Aq — —冲刷前桥下毛过水面积（m ）
53

67
7.3.2 2
（13-14）
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64-2 公式：基于输沙平衡理论
适用于 非粘性土河槽
64-2 公式（p139）：
Q2 hp K Q 1
4 m1
Bc 1 B 2
K 2
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0.0023 0.375d 0.24 2.2 d
式中：
K 2 — —河床颗粒影响系数；
n 2 — — 指数。
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粘性土河床桥墩局部冲刷可按下式计算：
hP 1 当 2.5时，hb 0.83K B10.6 I L.25V B1
hP 0.6 0.1 1.0 当 2.5时，hb 0.55K B1 hP I L V B1
一、非粘性土河槽 基本假定：当河槽断面流速等于冲止流 速时，桥下一般冲刷随即停止，且一般冲 刷深度达到最大，由此有，
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qmax qmax hp V Vz
h p — —桥下一般冲刷深度
(13 1)
qmax — —桥下断面最大单宽流量
V — —水流速度
Vz — —冲止流速
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桥墩局部冲刷的水流结构示意图
h
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与桥墩局部冲刷深度有关的主要因素：
1、冲向桥墩的流速 2、桥墩的宽度 3、桥墩型式 4、水深 5、床沙粒径
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桥墩的局部冲刷

流向桥墩的水流受到墩身的阻挡，桥墩周围的水流 结构发生急剧变化，水流的绕流使流线急剧弯曲， 床面附近形成漩涡，剧烈掏刷桥墩迎水端和周围的 泥沙，形成局部冲刷坑，随着冲刷坑的不断加深和 扩大，坑底流速逐渐降低，水流挟沙能力随之喊弱， 上游进入冲刷坑的泥沙与水流冲走的泥沙趋向平衡， 同时，冲刷坑底的泥沙逐渐粗化。坑底粗糙程度增 大，抗冲能力增强，使水流的冲刷作用与床沙的抗 冲作用也趋向平衡，冲刷随之停止，局部冲刷坑达 到最深。冲刷坑外缘与桥墩前端坑底的最大高差， 就是最大局部冲刷深度。
深来表示 尚无成熟理论，主要按经验公式（64-1； 64-2；）或包尔达可夫公式计算 64-1公式、64-2公式为1964年全国桥渡冲刷学 术会议推荐试用，1991年《公路桥位勘测设计规 范》正式作为推荐公式，《公路工程水文勘测设 计规范》（JTG C30-2002）采用简化式。
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64-1公式3个： 非粘性土河槽 非粘性河滩 粘性土河床
H z — —造床流量下的河槽平均水深（m），对复式河床可取 平滩水位时河槽平均水深。
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§13.2.3 包尔达可夫公式
包尔达可夫按别列柳伯斯基假定建
立的一般冲刷公式；只适用于稳定性河
段（没有考虑土质因素和单宽流量集中 情况）
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1、均质河床：
hP Ph
hP — —一般冲刷深度
A1 — —冲刷前易冲刷部分的过水面积（m ）
A2 — —冲刷后不可冲刷部分， 表层可冲土壤被冲去后的毛过水面积（m 2）
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§13.3 墩台局部冲刷深度
墩台局部冲刷深度：墩台周围因水流冲刷 形成的冲刷坑最大深度。
墩台局部冲刷原因：流向桥墩的水流受到 墩身的阻挡，桥墩周围的水流结构发生急 剧变化，水流的绕流使流线急剧弯曲，床 面附近形成旋涡，剧烈淘刷桥墩迎水端和 周围的泥沙，形成局部冲刷坑。
§13 桥梁墩台冲刷计算
§13.1 墩台冲刷类型
大中桥水力计算的三大基本内容： 桥长、桥面最低 标高、墩台基础最小埋置深度。 一、河床自然演变冲刷： h 河床在水力作用及泥沙运动等因素的影响下， 自然发育过程造成的冲刷现象 h 二、桥下断面一般冲刷： p 桥孔压缩水流，桥下流速增大，水流挟沙能力 也随之增大，引起断面河床冲刷的现象 三、墩台局部冲刷：hb 水流受墩台阻挡，在墩台附近发生的冲刷现象
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床面开始冲刷时的流速，称为床沙起冲流速， 以v0’表示 床面泥沙起动时的流速，称为床沙起动流速， 以v0表示 冲刷停止时的垂线平均流速，称为冲止流速， 以vz表示
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桥墩的局部冲刷
冲刷深度与行近流速关系
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