桥墩冲刷课件.pptx

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1、1,目录,实例,防护措施,检测方法,2,3,4,过程与分类,1,桥涵水文 道桥一班,第1页/共26页,2,桥墩冲刷,过程、现象和分类,1,桥涵水文 道桥一班,第2页/共26页,3,桥墩冲刷的过程,自然演变冲刷,桥墩局部冲刷,桥涵水文 道桥一班,一般冲刷,第3页/共26页,4,桥墩冲刷的过程,桥涵水文 道桥一班,第4页/共26页,5,桥墩冲刷的过程,分类,影响因素,由于桥墩的阻碍，水流在桥墩周围产生强烈涡流而引起的冲刷。,局部冲刷,桥涵水文 道桥一班,第5页/共26页,6,三种冲刷的示意图,桥涵水文 道桥一班,自然演变冲刷,一般冲刷,局部冲刷,第6页/共26页,7,桥墩冲刷,实例,2,桥涵水文

2、道桥一班,第7页/共26页,8,桥墩冲刷的实例,桥涵水文 道桥一班,第8页/共26页,9,桥墩冲刷的实例,桥涵水文 道桥一班,第9页/共26页,10,桥墩冲刷的监测,1、光纤布拉格光栅传感器监测2、声呐监测3、雷达监测4、时域反射系统5、金属滑块装置6、其他,3,桥涵水文 道桥一班,第10页/共26页,11,1、光纤布拉格光栅传感器监测（FBG）,原理：光纤光栅传感器通过光线中光束波长的变化来测量应变和温度。当光纤光栅传感器受到作用力时,测得的波长会发生变化;而当传感器不受力或受不变的力时,波长值会保持不变。,应用：台湾学者 Yung Bin Lin 等人已经通过实验室模拟和现场实测将光纤光栅

3、传感器技术应用的冲刷监测中来,得到了比较满意的监测结果,缺陷：受到光纤光栅性能的限制,一次布置的传感器数量不可能太多,而传感器布置的间距影响着监测的空间分辨率,当水深较深时,这种方法的空间分辨率将大大降低,桥涵水文 道桥一班,第11页/共26页,12,2、 声呐监测,桥涵水文 道桥一班,第12页/共26页,13,3、雷达监测,缺陷：信号分析和评价也会比较困难（雷达脉冲的发散性和多次反射的复杂性使信号含有很多的噪音信号；接收天线受到的信号常常具有复杂的形式）由于信号强度的衰减,只适用于水深不超过 9m,这种方法也不适用于咸水环境通常只能在水流稳定的条件下使用，不能用于洪水期间的冲刷监测,意味着不

4、能进行实时监测。,桥涵水文 道桥一班,第13页/共26页,14,4、时域反射系统（TDR）,原理：操作装置通过传输线以一定的速度发出一个脉冲，脉冲沿着传输线进行传播直到其末端，除非中间有断口，这样一部分信号就会被反射回来，通过研究这些信号的返回时间，就可以计算出不连续点的位置。缺陷：适用性与河床的材质有很大关系；只能在淡水环境下使用。,桥涵水文 道桥一班,第14页/共26页,15,5、金属滑块装置,原理：通过将金属块套在固定的杆上,金属块可以沿着杆向下滑动。由于滑块始终和河床底部接触,随着河床的降低,金属块也跟着降低,而金属块的位置可以通过电磁感应装置测得,通过测量滑块的位置测量冲刷已经到达的

5、深度。,桥涵水文 道桥一班,第15页/共26页,16,6、其他一些技术手段,比如压电传感器、浮标法、微机电传感器等,这些技术由于其本身的一些特点(压电传感器太脆弱,浮标法一次监测之后需要重新安放浮标)而不能很好的用来监测冲刷,桥涵水文 道桥一班,第16页/共26页,17,桥墩冲刷的预防与保护,1、一般方法1.1合理选择桥位与桥孔及附属构造物1.2设置河床抗冲刷保护层 1.3影响桥墩周边水流法1.4开缝防冲2、新方法,4,桥涵水文 道桥一班,第17页/共26页,18,桥墩冲刷的预防与保护,减小墩旁冲刷坑深度提高结构的安全储备提高桥梁的稳定性,增加桥墩周围河床的防冲能力减小水流冲刷的能量,根据防冲

6、时期根据防冲部位根据防冲方法,桥涵水文 道桥一班,第18页/共26页,19,1.1 合理选择桥位与桥孔及附属构造物,地质条件 .,地形地貌,水文条件,功能条件,桥位的选择和桥孔的设计必须保证在交通正常运行的状态下顺畅的通过洪水和凌汛,并与附近地区环境保护及引道路基、路面排水、堤防设施等想配套。桥孔的选择则应根据设计洪水量和设计水位来计算确定适当的选择桥梁调冶构造物可以有效的预防冲刷,桥涵水文 道桥一班,第19页/共26页,20,1.2设置河床抗冲刷保护层,基本思想：在河床的表面或某一层处设置一个保护层,用以抵抗来自水流的剪切应力,防止易受冲刷的泥沙被流水带走,从而达到抵抗冲刷的目的,方法：最常

7、用的方法是抛石防护层法,其他类型保护层还有混凝土模袋保护层、混凝土扩大基础保护层、缆系块体保护层等。,原理：抛石防冲是桥墩防冲刷保护经常采用的方法。采用抛石防护主要强调反滤层，设反滤层的目的是防止抛石下的泥沙颗粒通过抛石孔隙被淘刷。影响抛石保护层的保护效果的因素：保护层深度设置位置、保护层的厚度与保护层的设置范围以及保护层的组成级配,桥涵水文 道桥一班,第20页/共26页,21,1.3影响桥墩周边水流法,在桥墩靠近河床位置设置护板,在桥墩下游设置阻沙槛,基本思想：通过对桥墩周边的水流施加人为作用，改变水流的流动状态或路径，从而实现弱化水流冲刷作用的目的。,桥涵水文 道桥一班,第21页/共26页

8、,22,1.4开缝防冲,基本原理：使下冲水流转向离开河床或减小下冲流对河床的冲击,开缝的宽度、长度和位置是其非常重要的参数（如下图所示）,当开缝与护脚一起使用时,可以进一步减小冲刷深度,桥涵水文 道桥一班,第22页/共26页,23,2、防冲刷保护新方法研究,抛枕法、软体排法以及 抛枕与软件排相结合的方法,沙枕碎石枕,XF型排DF型排,原则：对于水深流急的河床,采用抛枕法比较合适;对于流速小于2.0而s或水深小于10m的河床,可以采用软体排法；也可以结合抛枕和软体排,分层设计,起到最好的效果。另外,从原材料来考虑,如果施工的地方取沙比较方便可以采用沙枕,如果取石比较方便可以采用碎石枕。,桥涵水文 道桥一班,第23页/共26页,总结,桥涵水文 道桥一班,桥梁冲刷防护措施的选择取决于冲刷的类型除了考虑冲刷的本身,还应考虑防护措施的效益、成本、维护和保养能力。为达到更佳的防护效果,可以同时采用多种防护措施配合使用。,第24页/共26页,25,Thank you for listening,桥涵水文 道桥一班,第25页/共26页,感谢观看！,第26页/共26页,