哈工大桥涵水文第七章2(局部冲刷).ppt

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，剧烈淘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，水流挟沙能力随之减弱，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于平衡，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hb。一般冲刷深度是从设计水位至一般冲刷线的最大深度，而局部冲刷则是从一般冲刷线至冲刷坑底的最大深度。根据模型试验资料可知：桥墩局部冲刷深度hb与冲向桥墩的水流流速V（以垂线平均流速表示）有关。当流速增大到一定程度时，桥墩迎水面两侧的泥沙首先被水流冲走，床面开始冲刷，此时冲向桥墩的流速（垂线平均流速）称为床沙的起冲流速V0。,第六章桥墩和桥台冲刷,6-4桥墩局部冲刷,当V大于V0并继续增大时，河床继续冲刷，冲刷坑逐渐加深和扩大，局部冲刷深度hb与流速V呈直线关系增长。流速V增大到床沙的启动流速V0(垂线平均流速)时，床面泥沙大量起动，上游泥沙进入冲刷坑，有些泥沙将滞留在坑内，冲刷坑深度的增长将因来沙的补偿而减缓；因此，当V大于V0并继续增大时，局部冲刷深度hb与流速V则呈曲线关系。,第六章桥墩和桥台冲刷,第六章桥墩和桥台冲刷,桥墩局部冲刷深度与很多因素有关，除冲向桥墩的流速以外，主要还有桥墩宽度、桥墩型式、水深、床沙粒径等。局部冲刷坑的范围，主要决定于冲刷坑的深度和床沙的休止角。目前，桥墩局部冲刷公式是1964年我国“桥渡冲刷计算学术会议”推荐使用的65-1公式和65-2公式，符合我国河流的实际情况，得到广泛应用。,当VV0时，,一、沙质河槽：1、65-2公式：当VV0时，,式中：Hb桥墩局部冲刷深度（m）,为冲刷坑的最大深度；,第六章桥墩和桥台冲刷,第六章桥墩和桥台冲刷,续前：,第六章桥墩和桥台冲刷,65-2修正公式：,第六章桥墩和桥台冲刷,3、包尔达可夫公式：,第六章桥墩和桥台冲刷,铁道部粘土桥渡冲刷研究小组的粘土桥渡冲刷天然资料分析报告中推荐的公式供参照使用：,第六章桥墩和桥台冲刷,对于粘性土河床，公路桥位勘测设计规范(JTJO62-91)推荐参照下式计算：,三、粘性土河床桥墩局部冲刷公式：,一、桥台绕流的水流结构,第六章桥墩和桥台冲刷,6-5桥台局部冲刷,第六章桥墩和桥台冲刷,1、沙性土河床桥台冲刷深度随桥台路堤阻水长度LD、被阻水流的深度h和水流弗汝德数Fr有显著关系：,第六章桥墩和桥台冲刷,二、桥台的冲刷计算：,同时发现：冲刷深度受水流与桥轴线交角(即：桥台挑角)大小的影响；引入挑角系数C；桥台的形状对绕流也有明显的影响；引入系数CA。,第六章桥墩和桥台冲刷,则桥台沙性土河床冲刷深度计算公式为：,第六章桥墩和桥台冲刷,定义挑角系数为：,2、粘性土河床：,第六章桥墩和桥台冲刷,第六章桥墩和桥台冲刷,桥下河槽最低冲刷线,桥台的最低冲刷高程为：,桥墩的最低冲刷高程为：,一、计算公式：桥梁墩台处桥下河床自然演变等因素冲刷深度h，一般冲刷深度hp及局部冲刷