潮流作用下桥墩局部冲刷规律研究.pdf

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1、第5期总第195期浙江水利科技No．5T0talNo．1952014年9月ZhejiangHydrotechnicsSeptember2014潮流作用下矫墩局部油igU~l律研究韩海骞。熊绍隆(浙江省水利河口研究院，浙江杭州310020)摘要：桥墩局部冲刷深度的可靠预测是保证桥梁安全运行的基础。我国对河流上的桥墩局部冲刷做过大量研究，但河口海湾及沿海地区跨海湾桥梁，往往水域宽阔，作用水流多为极其复杂的双向潮流，目前针对性的研究尚少。通过对钱塘江河口及杭州湾的嘉绍大桥、杭州湾大桥和金塘大桥在潮流作用下的桥墩局部冲刷开展水槽试验，研究了桥墩在潮流作用下的冲刷坑形态与冲刷过程，并对潮流作

2、用下桥墩局部冲刷深度的主要影响因子进行了分析。关键词：潮流；泥沙；桥墩；局部冲刷中图分类号：TV143文献标识码：A文章编号：1008—701X(2014)05—0087—05ResearchonLocalScourLawatBridgePiersUnderTidalCurrentActionHANHal-qian，XIONGShao-long(ZhejiangInstituteofHydraulics＆Estuary，Hangzhou310020，Zh@ang，China)Abstract：Thedestructionofthebridgeismainlycausedbythel

3、ocalSCOLlratpiers，SOagreatdealofresearchhavebeenmadeandgetmanyachievements．Howeverwiththedevelopmentofestuarine，coastalandofshoreengineeringtheresulthash’tfitforthelocalscouratpiersovertidalwaterwaysbecauseofcomplicatedtidalcurrent．BasedonthedataofscourdepthatpiersoverQiantangestuarytindertida

4、lcurrentaction，suchasHangzhou—Baymajorbridgeetc，theprinciplesoflocalScouratbridgepiersandScourprocessesareinvestigated，andefectsofeverykindofparametersOrlmaximumSCOIIFdepthareanalyzed．Keywords：tidalcurrent；sediment；bridgepier；localSCOUl"针对单向水流情况下的桥墩局部冲刷，科技工作者根刷位置，洪水一般在上游端及其两侧，大约左右各6o。范围据现场实测资料

5、、调查资料、模型试验等多种途径开展研内，而潮流作用下最大冲刷深度的位置随机性很大，可能究，系统分析了桥墩局部冲刷规律，先后提出了能量转化出现在上、下游端与两侧；潮汐作用对冲刷的减少，自下法_1I2J、墩周挤压水流学说_3j、马蹄形旋涡理论、墩周清游向上游逐渐减小，潮区界以上的桥梁则不受潮汐影响；水环流切线流速理论、墩周旋涡束紊流等多种理论，总结最大洪峰和最低潮相遇，对冲刷最为不利。出了桥墩局部冲刷深度与相关因子的相关关系l4-6J。1研究方法近年来，在沿海潮汐河口修建了很多大型、特大型桥梁，桥墩受径流和潮流两方面不同周期变化的影响，水文为进一步研究潮流作用下桥墩局部冲刷规律，作者通

6、和河床变形十分复杂，加之桥梁跨度大、桥墩结构类型繁过对钱塘江河口及杭州湾的嘉绍大桥、杭州湾大桥和金塘多，为此，不少单位针对具体问题进行了相关试验研大桥在潮流作用下的桥墩局部冲刷开展水槽试验，研究了究L7J，如铁道部科学研究院进行了钱塘江二桥桥墩冲刷桥墩在潮流作用下的冲刷坑形态与冲刷过程，并对潮流作试验，河海大学海岸及海洋工程研究所进行了福建下白石用下桥墩局部冲刷深度的主要影响因子进行了分析。特大桥桥墩局部冲刷试验，南京水利科学研究院进行了江1．1模型设计苏苏通长江大桥的桥墩局部冲刷研究等。这些试验表明：桥墩局部冲刷模型主要研究桥墩周围冲刷坑的形态及径流和潮流交互作用产生的桥墩冲刷深

7、度较径流(主要是深度，需模拟由桥墩引起的马蹄形漩涡等三维水流现象，洪水)产生的桥墩冲刷深度要小20％～30％；桥墩最大冲因此按正态模型设计。为了较好地反映桥墩对水流的影响，模型几何比尺收稿日期：2014．03．17f=lp／l(下标P、m分别表示原型与模型，表示下标代表作者简介：韩海骞(1977一)，男，高级工程师，硕士研究生的某一物理量的比尺关系，下同)不宜过大，受场地、供主要从事河口海岸工程研究与水利防灾减灾研究等。水设备等限制，模型平面比尺不宜太小，综合其他各方