桥墩冲刷PPT学习教案

1、会计学1 桥墩冲刷桥墩冲刷 2 目录 实例 防护措施 检测方法 2 3 4 过程与分类过程与分类 1 桥涵水文 道桥一班第1页/共26页 3 桥墩冲刷桥墩冲刷 过程、现象和分类 1 桥涵水文 道桥一班第2页/共26页 4 桥墩冲刷的过程桥墩冲刷的过程 自然演变冲刷 桥墩局部冲刷 桥涵水文 道桥一班 一般冲刷 第3页/共26页 5 桥墩冲刷的过程桥墩冲刷的过程 自然演变冲刷自然演变冲刷 自然演变冲刷指的是 在不受水工建筑物影 响的情况下,由于水流 挟带泥沙行进而引起 的河床冲刷。 一般冲刷一般冲刷 建桥后，桥孔压缩水流， 致使桥孔上游水流急剧 集中流入桥孔，在桥孔 处稍下游处，形成收缩 断面。该

2、断面处流速梯 度很大，床面切应力剧 增，引起强烈的河床泥 沙运动，床面发生的明 显冲刷 桥涵水文 道桥一班第4页/共26页 6 桥墩冲刷的过程桥墩冲刷的过程 分类 影响因素 由于桥墩的阻碍，水流在桥墩周 围产生强烈涡流而引起的冲刷。 局部冲刷 桥涵水文 道桥一班第5页/共26页 7 三种冲刷的示意图 桥涵水文 道桥一班 自然演变冲刷 一般冲刷 局部冲刷 第6页/共26页 8 桥墩冲刷桥墩冲刷 实例 2 桥涵水文 道桥一班第7页/共26页 9 桥墩冲刷的实例桥墩冲刷的实例 桥涵水文 道桥一班第8页/共26页 10 桥墩冲刷的实例桥墩冲刷的实例 桥涵水文 道桥一班第9页/共26页 11 桥墩冲刷的

3、监测桥墩冲刷的监测 1、光纤布拉格光栅传感器监测 2、声呐监测 3、雷达监测 4、时域反射系统 5、金属滑块装置 6、其他 3 桥涵水文 道桥一班第10页/共26页 12 1、光纤布拉格光栅传感器监测（FBG） 原理：光纤光栅传感器通过光线中光束波 长的变化来测量应变和温度。当光纤光栅 传感器受到作用力时,测得的波长会发生变 化;而当传感器不受力或受不变的力时,波长 值会保持不变。 应用：台湾学者 Yung Bin Lin 等人已经通过实 验室模拟和现场实测将光纤光栅传感器技术应 用的冲刷监测中来,得到了比较满意的监测结果 缺陷：受到光纤光栅性能的限制,一次布 置的传感器数量不可能太多,而传感

4、器布 置的间距影响着监测的空间分辨率,当水 深较深时,这种方法的空间分辨率将大大 降低 桥涵水文 道桥一班第11页/共26页 13 2、 声呐监测 掺杂着噪声 缺陷 多次反射或侧面 反射影响解读 设备昂贵 专业操作 易于安装,技术 成熟 优点 比较准确的测得 河床深度 提供沉积物以下 的河床信息 高精度的测量结 果 桥涵水文 道桥一班第12页/共26页 14 3、雷达监测 缺陷： 信号分析和评价也会比较困难（雷 达脉冲的发散性和多次反射的复杂性 使信号含有很多的噪音信号；接收天 线受到的信号常常具有复杂的形式） 由于信号强度的衰减,只适用于水深 不超过 9m,这种方法也不适用于咸水 环境 通常

5、只能在水流稳定的条件下使用 ，不能用于洪水期间的冲刷监测,意味 着不能进行实时监测。 桥涵水文 道桥一班第13页/共26页 15 4、时域反射系统（TDR） 原理： 操作装置通过传输线以一定的速度发 出一个脉冲，脉冲沿着传输线进行传 播直到其末端，除非中间有断口，这 样一部分信号就会被反射回来，通过 研究这些信号的返回时间，就可以计 算出不连续点的位置。 缺陷： 适用性与河床的材质有很大关系； 只能在淡水环境下使用。 桥涵水文 道桥一班第14页/共26页 16 5、金属滑块装置 由于它只能向 下运动,一次 监测之后,装 置需要重新安 装 缺陷 原理简单 准确可靠 优点 原理： 通过将金属块套在

6、固定的杆上,金属块可 以沿着杆向下滑动。由于滑块始终和河 床底部接触,随着河床的降低,金属块也跟 着降低,而金属块的位置可以通过电磁感 应装置测得,通过测量滑块的位置测量冲 刷已经到达的深度。 桥涵水文 道桥一班第15页/共26页 17 6、其他一些技术手段 比如压电传感器、浮标法、微机电传感器等,这些技 术由于其本身的一些特点(压电传感器太脆弱,浮标法 一次监测之后需要重新安放浮标)而不能很好的用来 监测冲刷 桥涵水文 道桥一班第16页/共26页 18 桥墩冲刷的预防与保护桥墩冲刷的预防与保护 1、一般方法 1.1合理选择桥位与桥孔及附属构造物 1.2设置河床抗冲刷保护层 1.3影响桥墩周边

7、水流法 1.4开缝防冲 2、新方法 4 桥涵水文 道桥一班第17页/共26页 19 桥墩冲刷的预防与保护 意义 原理方法 减小墩旁冲刷坑深度 提高结构的安全储备 提高桥梁的稳定性 增加桥墩周围河床的防冲能力 减小水流冲刷的能量 根据防冲时期 根据防冲部位 根据防冲方法 桥涵水文 道桥一班第18页/共26页 20 1.1 合理选择桥位与桥孔及附属构造物 地质条件 . 地形地貌 水文条件 功能条件 桥位的选择和桥孔的设计必须 保证在交通正常运行的状态下顺 畅的通过洪水和凌汛,并与附近地 区环境保护及引道路基、路面排 水、堤防设施等想配套。 桥孔的选择则应根据设计洪水 量和设计水位来计算确定 适当的

8、选择桥梁调冶构造物可 以有效的预防冲刷 桥涵水文 道桥一班第19页/共26页 21 1.2设置河床抗冲刷保护层 基本思想：在河床的表面或某一层处设置一个保护层,用以抵抗来自水流的剪切应力,防止易受冲刷的泥沙被流水带走,从而达到抵抗冲刷的目的 方法：最常用的方法是抛石防护层法,其他类型保护层还有混凝土模袋保护层、混凝土扩大基础保护层、缆系块体保护层等。 原理：抛石防冲是桥墩防冲刷保护经常采用的方法。采用抛石防护主要强调反滤层，设反滤层的目的是防止 抛石下的泥沙颗粒通过抛石孔隙被淘刷。 影响抛石保护层的保护效果的因素：保护层深度设置位置、保护层的厚度与保护层的设置范围以及保护层的组成级配 桥涵水文

9、 道桥一班第20页/共26页 22 1.3影响桥墩周边水流法 在桥墩靠近河床位置设置护板 在桥墩下游设置阻沙槛 基本思想：通过对桥墩周边的水流施加人为作用，改变水流的流动 状态或路径，从而实现弱化水流冲刷作用的目的。 桥涵水文 道桥一班第21页/共26页 23 1.4开缝防冲 基本原理：使下冲水流转向离开河床或减小下冲流对河床的冲击, 开缝的宽度、长度和位置是其非常重要的参数（如下图所示） 当开缝与护脚一起使用时,可以进一步减小冲刷深度 桥涵水文 道桥一班第22页/共26页 24 2、防冲刷保护新方法研究 抛枕法、软体排法以及 抛枕与软件排相结合的方法 沙枕 碎石枕 XF型排 DF型排 原则： 对于水深流急的河床,采用抛枕法比较合适; 对于流速小于2.0而s或水深小于10m的河床,可以采用软体排法； 也可以结合抛枕和软体排,分层设计,起到最好的效果。 另外,从原材料来考虑,如果施工的地方取沙比较方便可以采用沙枕,如果取石比较方便可以采用碎石枕。 桥涵水文 道桥一班第23页/共26页 总结 桥涵