桥梁墩台冲刷计算ppt课件.ppt

第十三章 桥梁墩台冲刷计算,13.1 墩台冲刷类型13.2 桥下断面一般冲刷深度 13.3 墩台局部冲刷深度 13.4 桥下河槽最低冲刷线,13.1 建桥后的河床演变,冲刷组成自然演变冲刷 一般冲刷 局部冲刷,河床自然演变冲刷的四种类型：1)河流发育成长过程中河床纵断面的变形；2)河槽横向移动所引起的变形；3)河段深泓线摆动引起的冲刷变形；4)河槽周期性变形关于河床自然演变冲刷深度，目前尚无成熟的计算方法，一般多通过调查或利用桥位上下游水文站历年实测断面资料统计分析确定。,6.3 桥下断面的一般冲刷计算,一般冲刷的基本概念：建桥后，由于桥孔压缩河床，桥下过水面积减小，从而引起桥下流速的增大，水流挟沙能力也随之增大，造成整个断面的河床冲刷。这一冲刷过程，称为桥下断面的一般冲刷。随着一般冲刷的发展，桥下过水断面逐渐增大，流速逐渐降低，冲刷速率逐渐减小。当桥下河槽各点泥沙的冲刷及淤积达到平衡时，一般冲刷趋于停止，一般冲刷的深度达到最大。目前在工程界，一般冲刷后最大水深用hp表示。hp表示当一般冲刷完成后，从设计水位算起的计算垂线处水深（也即为计算垂线处天然水深与一般冲刷完成后河底被冲刷深度之和）。,二、非粘性土河床的一般冲刷1.河槽部分 1）641修正式,2）64-2简化式,桥下淤积,原理：输沙平衡原理；适用性：有推移质运动的非粘性土河床。G1上游天然河道的来沙量，G2桥下河槽断面的排沙量。,桥下冲刷,桥下冲淤平衡,推移质的输沙率gs：单位时间单位河宽通过推移质的质量【kg/(ms)】,上游天然河道的来沙量：,桥下断面的排沙量：,令,64-2简化式：,三、粘性土河床的一般冲刷,粘性土：,13.3 桥墩的局部冲刷计算,修建在河床内的桥墩，经受着桥位河段及桥下断面的一般冲刷，同时，桥墩阻挡水流，水流在桥墩两侧绕流，形成十分复杂的、以绕流漩涡体系为主的绕流结构，引起桥墩周围急剧的泥沙运动，形成桥墩周围局部冲刷坑。,为了便于分析计算，假定桥墩局部冲刷是在一般冲刷完成后的基础上进行的。桥墩计算公式中的墩前水深和流速都是采用一般冲刷后的水深和流速。,一、桥墩局部冲刷的机理,1.桥墩周围的水流,桥墩周围的水流结构,1.墩前向下水流,2.墩前水面涌波,3.尺度很大的漩涡体系,漩涡体系,1.两侧绕流漩涡,2.墩前向下水流在床面附近形成的马蹄形漩涡,3.桥墩两侧边界层分离形成的尾流漩涡,4.床面附近形成的小漩涡,每个急速旋转并向下游移动漩涡的中心形成负压，吸起床沙，带往下游。伴随漩涡的生成和移动，引起床面静止的泥沙呈阵发性、突然的随机运动状态。在桥墩下游两侧漩涡相汇，泥沙沉积，形成很长的沙脊。当行近流速较小时，在桥墩下游约8倍墩宽（墩径）处，漩涡逐渐消失。,3.影响桥墩周边局部冲刷的主要因素 涌向桥墩的水流流速、流向 桥墩宽度 桥墩型式 墩前水深 床沙粒径,6.5 桥台冲刷计算,一、桥台的冲刷机理,13.4 桥梁墩台基底最小埋深,桥墩的最低冲刷线高程,h 桥台所在位置（河滩或河槽）的平均水深(m),hs 桥台冲刷深度。,桥台的最低冲刷线高程,设计所需基础埋置深度h由桥梁基础课程所述方法确定；,基底埋置安全深度h查表确定。,二墩台基础最小埋深的确定原则：根据桥位河段具体情况，取河床自然演变冲刷一般冲刷和局部冲刷的不利组合，作为确定墩台基础埋深的依据。1.岩性河床墩台基础埋深2.桥台基底埋深3.桥台锥体坡面防护,