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《第十三章_橋梁墩臺(tái)沖刷計(jì)算》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、§13橋梁墩臺(tái)沖刷計(jì)算§13.1墩臺(tái)沖刷類型大中橋水力計(jì)算的三大基本內(nèi)容：橋長(zhǎng)、橋面最低標(biāo)高、墩臺(tái)基礎(chǔ)最小埋置深度。一、河床自然演變沖刷：河床在水力作用及泥沙運(yùn)動(dòng)等因素的影響下，自然發(fā)育過程造成的沖刷現(xiàn)象二、橋下斷面一般沖刷：橋孔壓縮水流，橋下流速增大，水流挾沙能力也隨之增大，引起斷面河床沖刷的現(xiàn)象三、墩臺(tái)局部沖刷：水流受墩臺(tái)阻擋，在墩臺(tái)附近發(fā)生的沖刷現(xiàn)象9/3/2021床面開始沖刷時(shí)的流速，稱為床沙起沖流速，以v0’表示床面泥沙起動(dòng)時(shí)的流速，稱為床沙起動(dòng)流速，以v0表示沖刷停止時(shí)的垂線平均流速，稱為沖止流速，以vz表示9/3/2021橋墩的局部沖刷沖刷深度與行近流速關(guān)
2、系9/3/2021§13.2橋下斷面一般沖刷深度一般沖刷深度：通常用沖刷停止時(shí)橋下的垂線水深來表示尚無成熟理論，主要按經(jīng)驗(yàn)公式（64-1；64-2；）或包爾達(dá)可夫公式計(jì)算64-1公式、64-2公式為1964年全國(guó)橋渡沖刷學(xué)術(shù)會(huì)議推薦試用，1991年《公路橋位勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》正式作為推薦公式，《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGC30-2002）采用簡(jiǎn)化式。9/3/2021一、非粘性土河槽基本假定：當(dāng)河槽斷面流速等于沖止流速時(shí)，橋下一般沖刷隨即停止，且一般沖刷深度達(dá)到最大，由此有，非粘性土河槽非粘性河灘粘性土河床64-1公式3個(gè)：9/3/20219/3/20212）64-1
3、修正式9/3/20219/3/20219/3/2021二、非粘性土河灘9/3/2021式中：9/3/20219/3/2021一、河槽部分64-1：粘性土河床（13-13）9/3/2021式中：9/3/2021二、河灘部分（13-14）9/3/2021適用于非粘性土河槽64-2公式（p139）：64-2公式：基于輸沙平衡理論9/3/2021適用于非粘性土河槽規(guī)范：64-2簡(jiǎn)化式64-2公式：基于輸沙平衡理論9/3/20219/3/20219/3/20219/3/2021§13.2.3包爾達(dá)可夫公式包爾達(dá)可夫按別列柳伯斯基假定建立的一般沖刷公式；只適用于穩(wěn)定性河段（沒有考慮
4、土質(zhì)因素和單寬流量集中情況）9/3/20211、均質(zhì)河床：9/3/20212、無導(dǎo)流堤時(shí)橋臺(tái)偏斜沖刷深度9/3/20213、巖土河床易沖土壤部分的沖刷深度9/3/2021§13.3墩臺(tái)局部沖刷深度墩臺(tái)局部沖刷深度：墩臺(tái)周圍因水流沖刷形成的沖刷坑最大深度。墩臺(tái)局部沖刷原因：流向橋墩的水流受到墩身的阻擋，橋墩周圍的水流結(jié)構(gòu)發(fā)生急劇變化，水流的繞流使流線急劇彎曲，床面附近形成旋渦，劇烈淘刷橋墩迎水端和周圍的泥沙，形成局部沖刷坑。9/3/2021橋墩局部沖刷的水流結(jié)構(gòu)示意圖9/3/2021與橋墩局部沖刷深度有關(guān)的主要因素：1、沖向橋墩的流速2、橋墩的寬度3、橋墩型式4、水深5、
5、床沙粒徑9/3/2021橋墩的局部沖刷流向橋墩的水流受到墩身的阻擋，橋墩周圍的水流結(jié)構(gòu)發(fā)生急劇變化，水流的繞流使流線急劇彎曲，床面附近形成漩渦，劇烈掏刷橋墩迎水端和周圍的泥沙，形成局部沖刷坑，隨著沖刷坑的不斷加深和擴(kuò)大，坑底流速逐漸降低，水流挾沙能力隨之喊弱，上游進(jìn)入沖刷坑的泥沙與水流沖走的泥沙趨向平衡，同時(shí)，沖刷坑底的泥沙逐漸粗化?？拥状植诔潭仍龃?，抗沖能力增強(qiáng)，使水流的沖刷作用與床沙的抗沖作用也趨向平衡，沖刷隨之停止，局部沖刷坑達(dá)到最深。沖刷坑外緣與橋墩前端坑底的最大高差，就是最大局部沖刷深度。9/3/2021橋墩的局部沖刷橋墩局部沖刷的機(jī)理9/3/2021第四節(jié)橋
6、墩的局部沖刷橋墩局部沖刷的機(jī)理9/3/2021橋墩的局部沖刷沖刷深度與行近流速關(guān)系橋墩局部沖刷深度與沖向橋墩的水流速度(以垂線平均流速表示)有關(guān)。當(dāng)速度V增大到一定程度時(shí)，橋墩迎水面兩側(cè)的泥沙首先被水流沖走，床面開始沖刷，此時(shí)沖向橋墩的水流行近流速（垂線平均流速）稱為橋墩起沖流速v’0。橋墩起沖流速v’0一般為床沙起動(dòng)流速v0的0.4～0.6倍。流速小于v0的沖刷為清水沖刷，大于v0的為動(dòng)床沖刷。9/3/2021橋墩的局部沖刷沖刷深度與行近流速關(guān)系根據(jù)模型試驗(yàn)和觀測(cè)資料可知，橋墩局部沖刷深度與涌向橋墩的流速V有關(guān)。當(dāng)V逐漸增大到一定數(shù)值時(shí)，橋墩迎水面兩側(cè)的泥沙開始被沖走
7、而產(chǎn)生沖刷，此時(shí)涌向橋墩的垂線平均流速稱為墩旁床沙的起沖流速v’0。當(dāng)v大于V’0（V表示河床泥沙的起動(dòng)流速)并繼續(xù)增大時(shí)，沖刷坑逐漸加深和擴(kuò)大，局部沖刷深度與V近似呈直線關(guān)系增大，當(dāng)V增大到V。時(shí)，床面泥沙大量起動(dòng)，上游來的泥沙有些將潛留在沖刷坑內(nèi)，因此當(dāng)V>V0并繼續(xù)增大時(shí)，沖刷坑深度的增長(zhǎng)因有泥沙補(bǔ)給而減緩，局部沖刷深度hb與V呈曲線關(guān)系。9/3/2021橋墩的局部沖刷沖刷深度與行近流速關(guān)系9/3/2021橋墩的局部沖刷沖刷深度與行近流速關(guān)系9/3/2021一般沖刷深度與局部沖刷深度的區(qū)別：1、一般沖刷深度是從設(shè)計(jì)水位至一般沖刷線的
