第七章__桥墩和桥台冲刷VIP专享VIP免费

普通高等教育“十一五”国家级规划教材21世纪交通版高等学校教材人民交通出版社桥涵水文（第四版）高冬光王亚玲编著李家春李朋丽课件编制高冬光校审第七章桥墩和桥台冲刷�水流冲刷使基础脱空，承载力不足，基础沉降和位移。严重时造成桥梁跨塌。桥下冲刷分类桥下河床冲刷计算，是确定墩台基础埋深的重要依据。桥渡附近河床变形分为三类：1.河床自然变形引起；2.桥孔压缩水流，增加单宽流量所引起，称一般冲刷；3.由桥墩阻水使水流结构变化，在桥墩周围发生的，称局部冲刷。建桥后，除河床的自然演变外，还有桥梁孔径压缩水流和墩台阻挡水流引起的冲刷，各种冲刷交织在一起同时进行，冲刷过程十分复杂。河床自然演变、一般冲刷、局部冲刷－－示意图实际调查时注意回淤现象第一节泥沙运动河床质分类：根据泥沙在河槽内运动的状态，分为悬移质和推移质两类。在一定的水力条件下，泥沙处于运动状态，颗粒较细的泥沙被水流中的紊流旋涡带起，悬浮于水中向下游运动，这种泥沙称为悬移质；颗粒稍大的泥沙，则在床面上滚动、滑动或跳跃着间歇性地向下游移动，前进的速度远小于水流的流速，这些泥沙称为推移质。对于桥梁上下游，因水流急剧变化，引起河床变形和墩台附近的冲刷，起主要作用的是推移质和床沙。泥沙的主要特性1、几何特征：级配曲线、平均粒径、中值粒径2、重力特性：ys＝26KN/m33、水力特性：泥沙的沉速50d2006年9月西江河段沿程河床质颗粒级配曲线汇总图泥沙的起动�在水流推动下，床面泥沙颗粒由静止开始运动，称为泥沙的起动。泥沙起动是泥沙运动和河床变形开始的临界状态。起动流速0υ0τ泥沙起动条件可用起动流速和起动床面切应力表示我国桥梁冲刷计算中，采用起动流速作为判别床面泥沙是静止还是运动状态的标准。起动流速就是床面泥沙颗粒在各种外力作用下，失去平衡，泥沙开始运动时的水流垂线平均流速（m/s）。5.072.014.00)10000000605.029(dhddh++⎟⎠⎞⎜⎝⎛=υ张瑞瑾的起动流速公式：2.05.0475.00)7.0(1.143.0hdd⎥⎦⎤⎢⎣⎡−+=ευ沙玉清公式：d=0.15mm附近，起动流速有个最小值。该值右侧，起动流速以克服重力为主，起动流速随粒径增大而增大；该值左侧，起动流速以克服粘结力为主，起动流速随粒径减小而增大。沙波运动�沙坡的形态与水流强度有密切关系，当弗汝德数Fr很小时，床面出现沙纹，波高与波长约为几厘米至十几厘米，常见于天然河滩；当弗汝德数Fr增大到一定程度后，沙纹成长为沙垄；水流强度再增大，则沙垄成长为沙丘，在沙槽内形成结构状泥沙堆，例如平原顺直微弯河段河槽内两岸交错分布的边滩。推移质输沙率推移质输沙率是单位时间内在过水断面单位河槽宽度上，通过的推移质的质量，单位是kg/s·m。ωυυυγγγγgCkg3kss200b)(−−⋅=窦国仁公式：大多数推移质集中在流速最大的主流区内，而且一年中推移质的很大部分是在几次大洪水过程中通过的。含沙量和挟沙能力在一定的水力条件和边界条件下，单位体积的水流，能够挟带泥沙的最大数量（质量），包括悬移质和推移质的全部泥沙数量，称为水流的挟沙能力。对于颗粒很细的平原区河流，悬移质占绝大部分，挟沙能力可近似地用最大含沙量来表示。长江河床的粗化�在冲刷河段内，床沙中的细颗粒泥沙被水流冲走，上游来沙中的粗颗粒泥沙慢慢沉下来，这样，河床表面层的泥沙粒径逐渐增大，形成自然铺砌的现象，称为河床床面的粗化。水库下游、桥梁上下游等冲刷河段的床面都有床面粗化现象。第二节河床演变和河相关系主流与副流主导：主流—可独立存在辅助：副流—不能单独存在，伴随主流弯曲河流中的螺旋流平轴副流立轴副流顺轴副流凹岸最大冲刷水深：m05.017.024.0csmax48.1ChdhhBRBh⋅⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛=位于河湾段的桥梁应当计入凹岸冲刷对桥台冲刷的影响和凹岸水面超高对确定桥面高程的影响。河湾凹岸的冲刷是沿河公路水毁的主要原因。河床演变的基本概念静止、不变的河道是不存在的，天然河道总是处在不断发展变化之中，河道演变的根本原因应归结为输沙的不平衡。横向变形纵向变形水流输沙不平衡引起河床演变。上游来沙量大于河段水流挟沙能力，床面淤积；反...