桥涵水文课件第八章
中
国
矿 注:1.桥墩水流侧向压缩系数μ是指桥墩台
业 大
侧面因漩涡形成滞流区而减小过水面积的折
学 建
减系数;
筑 工 程 学 院
2.当单孔净跨径LO>45m时,可按=10.375VP/L0计算,对不等跨的桥孔可采用各孔 μ值的平均值。单孔净跨径>200m的桥梁,取
μ ≈1.0。
(一).非粘性土河槽的一般冲刷计算
其他符号意义同前。
(一).非粘性土河滩一般冲刷公式
中 国
水深1m时非粘性土不冲刷流速VH1 表14-3
矿
业
大
学
建
筑
工
程
学
院
二、 河滩一般冲刷
中 (二).粘性土河滩一般冲刷公式
国 矿 业 大 学 建 筑 工 程 学 院
式中符号意义同前。
第二节 桥墩局部冲刷
中
国
矿 流向桥墩的水流受到桥墩阻挡,桥墩周围的
业 大
水流结构发生急剧变化,水流的绕流使流线
学 建
严重弯曲,床面附近形成螺旋形水流,剧烈
筑 工
淘刷桥墩周围,特别是迎水面的河床泥沙,
程 学
形成冲刷坑的现象,称为局部冲刷。引起局
院
部冲刷的水流结构如图14-2所示。
图14-2 桥墩局部冲刷示意图
中 国 矿 业 大 学 建 筑 工 程 学 院
图14-2 桥墩局部冲刷示意图
国
矿
1.当采用式(14-1)(64-2简化式)计算一
业 大
般冲刷深度时:则有14-10公式如下
学
建
筑
工
程
学
院
附:一般冲刷后墩前行进流速宜按下
中
列公式计算:
国
矿 2.当采用式(14-2)(即64-1修正式)计算
业 大
一般冲刷深度时:
学 建
有公式(14-11)如下
筑
工
程
学
院
附:一般冲刷后墩前行进流速宜按下
三. 特殊情况的冲刷计算
中
国
矿 三. 特殊情况的冲刷计算
业
大 学
(一)、桥下河床由多层成分不同的土质组
建
成,分层土河床的冲刷可采用逐层渐近计算
筑 工
法进行。
程
学 院
(二)、软岩冲刷可根据岩石类别按《公路 工程水文勘测设计规范》附录C的规定进行。
附:一般冲刷后墩前行进流速宜按下
中
列公式计算:
定。
二.本章重点和难点
中
国 矿
二.本章重点
业 大
(一).桥下一般冲刷计算;
学 建
(二).桥墩局部冲刷计算;
筑 (三). 墩台基底最浅埋置深度的确定。
工 程
三.本章难点
学 院
(一).桥下一般冲刷计算;
(二).桥墩局部冲刷计算;
(三). 墩台基底最浅埋置深度的确定。
冲刷的类型
中
国
矿 桥梁墩台冲刷是一个综合冲刷过程,可分为三部
学 建
化公式和按垂线冲止流速建立的64-1修正公
筑 工
式,此类公式用于非粘性土河床的一般冲刷
程 学
计算;第二类是粘性土河槽一般冲刷公式;
院
第三类是桥台偏斜冲刷计算包尔达可夫公式。
(一).非粘性土河槽的一般冲刷计算
中
1.64-2简化公式
国
矿 1.64-2简化公式
业
大
学
建
筑
工
程
学
院
(一).非粘性土河槽的一般冲刷计算
中
国
矿
业
大
学
建
筑
工
程 学
式中:h′p——桥台偏斜冲刷后的水深(m);
院 P——冲刷系数,P=A/Aj,即桥下需要的过水面积与 净过水面积之比;
h——冲刷前桥台处水深(m),通常左右桥台各以前 缘水深计;
其他符号意义同前。
二、 河滩一般冲刷
中 (一).非粘性土河滩一般冲刷公式
国 矿 业 大 学 建 筑 工 程 学 院
中 国 矿 业 大 学 建 筑 工 程 学 院
第二节 桥墩局部冲刷
中
国
矿 根据模型试验和观测资料可知,桥墩局部冲刷深度与
业 大
涌向桥墩的流速V有关。当流速V逐渐增大到一定数值
学
时,桥墩迎水面两侧的泥沙开始被冲走,产生冲刷,
建 筑
这时涌向桥墩的垂线平均流速称为墩前床沙的始冲流
工 程 学 院
速V0′。当V继续增大时,冲刷坑逐渐加深和扩大,冲 刷坑深度hb与涌向桥墩的流速V近似呈直线关系。流 速V增大到河床泥沙的起动流速Vo时,床面泥沙大量
二、 河滩一般冲刷
中 (一).非粘性土河滩一般冲刷公式
国
矿
业 式中: Q′t——桥下河滩部分通过的设计流量,
大 学
按式(14-5a)计算;
建
筑 工 程
hmt——桥下河滩最大水深(m); ——桥下河滩平均水深(m);
学 院
B′t——河滩部分桥孔净长(m);
V(mH1/—s)—,河按滩表1水4-深3查1m用时;非 粘 性 土 不 冲 刷 流 速
国
矿 5.当采用式(14-6)式计算一般冲刷深度时:
业 大
有式(14-14)如下
学
建
筑
工
程
学
院
中 第三节 确定墩台基底最浅埋置深度
国
矿 一.冲刷值的组合
业
大 学
二、绘制最大冲刷线
建 筑
三.确定墩台基底最浅埋置标高
工 程
四.岩性河床墩台基础的埋置深度
学 院
一.冲刷值的组合
(一).非粘性土河槽的一般冲刷计算
中
1.64-2简化公式
国
矿 式中:
业
大 学
B2——建桥后桥下断面河槽宽度(m),一般
建 筑 工
情况下B2 =L(两台前缘间的桥孔长度);只 有当桥孔压缩部分河滩,而桥下河槽又不扩
程 学 院
宽时,B2 =Bc(天然河槽宽度);
λ——设计水位下,在B2宽度范围内,桥墩阻
筑
1.8;
工
程 学 院
BZ——造床流量下的河槽宽度(m),对复式河床可 取平滩水位时河槽宽度,见图14-1;
HZ——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,见图14-1。
其他符号意义同前
桥墩水流侧向压缩系数μ值表
中 国 矿 业 大 学 建 筑 工 程 学 院
桥墩水流侧向压缩系数μ值表注
业 大
分:桥位河段因河床自然演变而引起河床的自然
学 建
演变冲刷;因建桥压缩水流而引起桥下整个河床
筑 工
断面普遍存在的一般冲刷;由于桥墩台阻水而引
程 学
起的河床局部冲刷。其实桥梁墩台冲刷是受多种院 因素源自时交叉影响产生的,但是为了便于研究和
计算,我们把墩台周围总的冲刷深度,假定为这
三种冲刷先后进行,分别计算,然后叠加。
自然演变冲刷
中
国
矿 对于河床的自然演变冲刷,目前尚无可靠的
业 大
计算方法。一般可通过利用桥位上下游水文
学 建
站实测断面资料分析确定;也可通过对桥位
筑 工
河段的实地调查,了解河道特性和历史演变
程 学
情况,据以推算在桥梁使用年限内河床可能
院
下降或上升的幅度,合理地加减墩台基础的
埋置深度。
第一节 桥下一般冲刷
中
(二)、65—1修正式
国
矿 业 大
式中 :Vo——河床泥沙起动流速,按式(14-8c)计算; Kη1——河床颗粒的影响系数,按式(14-8d)计算;
学 建 筑
;
V ′o——墩前泥沙始冲流速(m/s),按式(14-8e)计算
工 程
n1——指数,按式(14-8f)计算;
学
院
——河床计算层泥沙的平均粒径(mm);
学 建
了抗冲能力和粗糙度,一直到水流对河床泥
筑 工
沙的冲刷作用与河床泥沙抗冲作用达到平衡
程 学
时,冲刷就停止了。这时冲刷坑外缘与坑底
院
的最大高差,就是这一次水流最大局部冲刷
深度。
第二节 桥墩局部冲刷
中
国
矿 影响局部冲刷的主要因素有流速、墩形、墩
业 大 学 建
筑 工
宽、水深和床沙粒径等。局部冲刷深度hb通常 是以一般冲刷hp完成后的标高起算,所表示的 是桥墩垂线上的冲刷坑深度。现规范对桥墩
中
(二)、65—1修正式
国
矿
业
大
学 建
(14-8a)
筑
工
程
学
院
一、非粘性土河床的桥墩局部冲刷
中
(二)、65—1修正式
国
矿
业
大
学
建
筑
工
(14-8b)
程
学
院
一、非粘性土河床的桥墩局部冲刷
中
(二)、65—1修正式
国
矿
业
大 学
14-8c
建
筑
工
程
学
14-8d
院
14-8e
14-8f
一、非粘性土河床的桥墩局部冲刷
中
2.64-1修正公式
国
矿
业
大
学
建
筑
工
程
学
院
(一).非粘性土河槽的一般冲刷计算
中
2.64-1修正公式
国
矿
业
大
学
建
筑
工
程
学
院
(一).非粘性土河槽的一般冲刷计算
中