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建筑桥梁墩台冲刷计算第1页/共73页 2023/7/14床面开始冲刷时的流速，称为床沙起冲流速，以v0’表示床面泥沙起动时的流速，称为床沙起动流速，以v0表示冲刷停止时的垂线平均流速，称为冲止流速，以vz表示第2页/共73页 2023/7/14桥墩的局部冲刷冲刷深度与行近流速关系第3页/共73页 2023/7/14§13.2 桥下断面一般冲刷深度 一般冲刷深度：通常用冲刷停止时桥下的垂线水深来表示 尚无成熟理论，主要按经验公式（64-1；64-2；）或包尔达可夫公式计算 64-1公式、64-2公式为1964年全国桥渡冲刷学术会议推荐试用，1991年《公路桥位勘测设计规范》正式作为推荐公式，《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2002）采用简化式。第4页/共73页 2023/7/14一、非粘性土河槽 基本假定：当河槽断面流速等于冲止流速时，桥下一般冲刷随即停止，且一般冲刷深度达到最大，由此有，非粘性土河槽非粘性河滩粘性土河床64-1公式3个：第5页/共73页 2023/7/14第6页/共73页 2023/7/142）64-1修正式第7页/共73页 2023/7/14第8页/共73页 2023/7/14第9页/共73页 2023/7/14二、非粘性土河滩第10页/共73页 2023/7/14式中：第11页/共73页 2023/7/14第12页/共73页 2023/7/14一、河槽部分64-1：粘性土河床 （13-13）第13页/共73页 2023/7/14式中：第14页/共73页 2023/7/14二、河滩部分 （13-14）第15页/共73页 2023/7/14适用于 非粘性土河槽64-2 公式（p139）：64-2 公式：基于输沙平衡理论第16页/共73页 2023/7/14适用于 非粘性土河槽规范：64-2 简化式64-2 公式：基于输沙平衡理论第17页/共73页 2023/7/14第18页/共73页 2023/7/14第19页/共73页 2023/7/14第20页/共73页 2023/7/14§13.2.3 包尔达可夫公式 包尔达可夫按别列柳伯斯基假定建立的一般冲刷公式；只适用于稳定性河段（没有考虑土质因素和单宽流量集中情况）第21页/共73页 2023/7/141、均质河床：第22页/共73页 2023/7/142、无导流堤时桥台偏斜冲刷深度第23页/共73页 2023/7/143、岩土河床易冲土壤部分的冲刷深度第24页/共73页 2023/7/14§13.3 墩台局部冲刷深度 墩台局部冲刷深度：墩台周围因水流冲刷形成的冲刷坑最大深度。 墩台局部冲刷原因：流向桥墩的水流受到墩身的阻挡，桥墩周围的水流结构发生急剧变化，水流的绕流使流线急剧弯曲，床面附近形成旋涡，剧烈淘刷桥墩迎水端和周围的泥沙，形成局部冲刷坑。第25页/共73页 2023/7/14桥墩局部冲刷的水流结构示意图第26页/共73页 2023/7/14与桥墩局部冲刷深度有关的主要因素： 1、冲向桥墩的流速2、桥墩的宽度3、桥墩型式4、水深5、床沙粒径第27页/共73页 2023/7/14桥墩的局部冲刷流向桥墩的水流受到墩身的阻挡，桥墩周围的水流结构发生急剧变化，水流的绕流使流线急剧弯曲，床面附近形成漩涡，剧烈掏刷桥墩迎水端和周围的泥沙，形成局部冲刷坑，随着冲刷坑的不断加深和扩大，坑底流速逐渐降低，水流挟沙能力随之喊弱，上游进入冲刷坑的泥沙与水流冲走的泥沙趋向平衡，同时，冲刷坑底的泥沙逐渐粗化。坑底粗糙程度增大，抗冲能力增强，使水流的冲刷作用与床沙的抗冲作用也趋向平衡，冲刷随之停止，局部冲刷坑达到最深。冲刷坑外缘与桥墩前端坑底的最大高差，就是最大局部冲刷深度。第28页/共73页 2023/7/14桥墩的局部冲刷桥墩局部冲刷的机理第29页/共73页 2023/7/14第四节 桥墩的局部冲刷桥墩局部冲刷的机理第30页/共73页 2023/7/14桥墩的局部冲刷冲刷深度与行近流速关系桥墩局部冲刷深度与冲向桥墩的水流速度(以垂线平均流速表示)有关。当速度V增大到一定程度时，桥墩迎水面两侧的泥沙首先被水流冲走，床面开始冲刷，此时冲向桥墩的水流行近流速（垂线平均流速）称为桥墩起冲流速v’0。桥墩起冲流速v’0一般为床沙起动流速v0的0.4～0.6倍。流速小于v0 的冲刷为清水冲刷，大于v0 的为动床冲刷。第31页/共73页 2023/7/14桥墩的局部冲刷冲刷深度与行近流速关系根据模型试验和观测资料可知，桥墩局部冲刷深度与涌向桥墩的流速V有关。当V逐渐增大到一定数值时，桥墩迎水面两侧的泥沙开始被冲走而产生冲刷，此时涌向桥墩的垂线平均流速称为墩旁床沙的起冲流速v’0。当v大于