第七章-调治构造物.pptVIP

第七章 调治构造物 主要包括各种形式的导流堤、丁坝及其他桥头防护工程。 作用:调节水流，使水流均匀、顺畅地流过桥孔，防止桥下断面和上下游附近的河床、河岸发生不利变形，确保桥梁安全。 水文及河床变形复杂的河段，桥孔和调治构造物，布设应做水工模型试验，进行分析验证。 导流堤的 设计洪水频率 应与桥梁的设计洪水频率相同。 丁坝或其他调治构造物的 设计洪水频率 应与所依托的工程的设计洪水频率相一致。 第一节 导流堤 河滩流量较大时，桥上游应修建导流堤； 1）被 桥头路堤阻断的河滩流量占总流量的15％(单侧河滩) 或25％(双侧河滩)以上时，应设置导流堤； 2）小于上列数值时，可修建梨形堤； 3）小于5％时，加固桥头锥坡即可。 4）当桥位上游有支汉汇人，水流紊乱时，应视地形、流向及 地质条件设置导流堤。 一、?????? 导流堤的绕流 河滩水流弯曲绕过上游堤头 A 点，这里水流集中，流速很大，水面壅高。然后水流转向沿导流堤流人桥孔。 B点附近，河滩水流与靠近河槽的水流相遇，形成第二个高流速区。 在坝头附近的 AB 范围内，流速急，流速大小和方向急速变化，流速梯度和床面切应力很大，形成坝头冲刷区。 水流通过B点后，如果导流堤平面线形合理，将沿导流堤平顺地流到桥轴断面C点，在桥下平顺地流出桥孔。流出桥孔的水流以 50-60 的扩散角向桥梁下游两岸扩散。 椭圆堤出现最早，至今上游堤为1／4椭圆(长短轴之比 a／b=2．5)的导流堤，仍是美国联邦公路总署推荐的桥梁导流堤 标准形式. 二、导流堤的平面线形 曲线导流堤平面线形有两大类，即椭圆堤和圆曲线组合堤。 前苏联1972年规范推荐的 导流堤形式，上游为椭圆形， 下游为圆弧和直线的组合线形 (拉苗申柯夫，1955年)。 我国应用最多的堤形是圆曲线组合堤(包尔达柯夫，1938年)，这种形式也曾被前苏联规范推荐。 1985年，我国铁道部科学研究院陆浩等提出改进的、长度较短的圆曲线组合堤。 改进圆曲线组合堤(图7-1-3)的平面轴线是由四种不同半径的圆曲线构成。 基本半径为 式中： Btd、Qtd——导流堤所在一侧河滩宽度和天然状态的河滩流量； E——桥孔偏置率(偏置系数)； Qte——导流堤所在一侧的路堤拦阻流量； Qxi——桥孔两侧河滩中，被阻挡较小一侧的天然流量； Qda——桥孔两侧河滩中，被阻挡较大一侧的天然流量 k——与桥位河段水流宽深比有关的系数： 上游堤长度 下游堤长度 梨形堤主要用于河滩流量不大或桥头引道凹向上游的桥位上。 梨形堤的平面尺寸，邻桥孔一侧可按一般曲线导流堤的尺寸采用，邻河岸的后侧部分 用 反向圆弧连接，或再 插一段直线 与桥头引道连接。 封闭式长导流堤修建在山前冲积扇和山前变迁性河段上。长堤使河槽逐渐缩窄，引导水流和泥沙平顺地通过桥孔。 三、导流堤冲刷 从上游堤端开始，沿堤的迎水面坡脚有一条冲沟，延伸到桥下，再向桥梁下游发展。 导流堤 迎水面坡脚 最大冲刷深度范围，在从上游堤头开始到上游大约三分之一堤长的一段附近(导流堤平面线形不好，冲刷范围还要扩大)。 洪水退水过程中，导流堤上游端背水面也将出现冲刷；同时，堤背水面水位高，迎水面水位低，形成堤身内渗透压力，也会引起导流堤破坏。 L——上游堤端至河岸的距离(m)，以垂直流向投影计； B——当一侧河滩设导流堤时，为设计水位时的水面总宽度 (m)；当两侧均设导流堤时，计算一侧岸边设计水位线 至河槽中泓线的距离； Fr——堤头行近水流弗汝德数(天然水流)： h——堤头天然水深(m)； Cm——边坡减冲系数； m——边坡系数，即边坡为1：m。 式中：hs—堤头冲刷深度(m) 自河床算起； 沙性土床面圆曲线组合堤水工模型试验资料制定的(高冬光，1985年)。 导流堤横断面尺度按表采用。 堤顶高程：上游堤头的高程应考虑设计水位沿堤长向上游的升高、桥前壅水高度、波浪爬坡高度(侵袭高度)、床面淤积等水面升高，还应加0，25m的安全值。 导流堤 各断面 的 堤顶高程，可从上游端堤顶高程 按 水面比降来推算 。 四、导流堤的横断