工程地质与桥涵水文 教学课件 作者 盛海洋14.ppt

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1、第一节桥下一般冲刷第二节桥墩局部冲刷第三节确定墩台基底最浅埋置深度第四节调治构造物主要内容第二节桥墩局部冲刷回总目录一、学习目标：1.了解调治构造物的类型和作用;2.熟悉桥下一般冲刷计算；3.熟悉桥墩局部冲刷计算；4.掌握墩台基底最浅埋置深度的确定。二.本章重点和难点二.本章重点1.桥下一般冲刷计算；2.桥墩局部冲刷计算；3.墩台基底最浅埋置深度的确定。三．本章难点1.桥下一般冲刷计算；2.桥墩局部冲刷计算；3.墩台基底最浅埋置深度的确定。冲刷的类型桥梁墩台冲刷是一个综合冲刷过程，可分为三部分：桥位河段因河床自然演变而引起河床的自然演变冲刷；因建桥压缩水流而引起桥下整个河床断面普遍存在

2、的一般冲刷；由于桥墩台阻水而引起的河床局部冲刷。其实桥梁墩台冲刷是受多种因素同时交叉影响产生的，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。自然演变冲刷对于河床的自然演变冲刷，目前尚无可靠的计算方法。一般可通过利用桥位上下游水文站实测断面资料分析确定；也可通过对桥位河段的实地调查，了解河道特性和历史演变情况，据以推算在桥梁使用年限内河床可能下降或上升的幅度，合理地加减墩台基础的埋置深度。第一节桥下一般冲刷基本概念：一般冲刷：由于建桥后压缩水流而在桥下河床全断面内发生的普遍冲刷，称为一般冲刷。一般冲刷深度hP：系指桥下河床在一般冲刷完

3、成后从设计水位算起的某一垂线水深。一.河槽一般冲刷河槽一般冲刷hP的计算公式有以下三类：第一类是按桥下河槽输沙平衡原理建立的64—2简化公式和按垂线冲止流速建立的64-1修正公式，此类公式用于非粘性土河床的一般冲刷计算；第二类是粘性土河槽一般冲刷公式；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1.64-2简化公式1.64-2简化公式（一）.非粘性土河槽的一般冲刷计算1.64-2简化公式式中：Q2——建桥后桥下河槽部分通过的设计流量（m3/s），当桥下河槽能扩宽至全桥时（桥孔压缩水流很大，且河滩土质易冲），Q2=QP；当桥下河槽不能扩宽时,按式（14-b）

4、计算；Qc——天然状态下河槽流量（m3/s）Qt″——天然状态下桥下河滩部分设计流量（m3/s）（一）.非粘性土河槽的一般冲刷计算1.64-2简化公式式中：B2——建桥后桥下断面河槽宽度（m），一般情况下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，桥墩阻水总面积AD′，与桥下过水面积AOM的比值；μ——桥墩水流侧向压缩系数，见表14-1；（一）.非粘性土河槽的一般冲刷计算1.64-2简化公式hmc——桥下河槽最大水深（m）Ad——单宽流量集中系数，可按式（14-1C）计算，山前变迁、游荡

5、、宽滩河段当Ad>1.8时,Ad值可采用1.8；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值表桥墩水流侧向压缩系数μ值表注注：1.桥墩水流侧向压缩系数μ是指桥墩台侧面因漩涡形成滞流区而减小过水面积的折减系数；2.当单孔净跨径LO＞45m时，可按=1-0.375VP/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2.64-1修正公式（一）.非

6、粘性土河槽的一般冲刷计算2.64-1修正公式（一）.非粘性土河槽的一般冲刷计算2.64-1修正公式式中：B′c——桥下河槽部分桥孔过水净宽（m），B′c=Bo—BD(BD为河槽中桥墩总宽)，当桥下河槽能扩宽至全桥时，Bˊc=Lj（Lj为全桥桥孔过水净宽）；——桥下冲刷前河槽的平均水深（m）；—一般冲刷计算层的河槽泥沙平均粒径（mm），当多层土计算时，与hp应为同层，否则重新计算；E——与汛期含沙量有关的系数，按表14-2查用；其他符号意义同前。（一）.非粘性土河槽的一般冲刷计算2.64-1修正公式E值表（二）.粘性土河槽一般冲刷公式式中：Ad——单宽流量集中系数，Ad=1.0～1.2；

7、IL——冲刷坑范围内粘性土液性指数，在本公式中的范围为0.16～1.19;其他符号意义同前。（三）.桥台偏斜冲刷公式式中：h′p——桥台偏斜冲刷后的水深（m）；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(一）.非粘性土河滩一般冲刷公式二、河滩一般冲刷(一）.非粘性土河滩一般冲刷公式式中：Q′t——桥下河滩部分通过的设计流量，按式