橋梁墩臺(tái)沖刷計(jì)算課件

第十三章橋梁墩臺(tái)沖刷計(jì)算13.1墩臺(tái)沖刷類型13.2橋下斷面一般沖刷深度13.3墩臺(tái)局部沖刷深度

13.4橋下河槽最低沖刷線第十三章橋梁墩臺(tái)沖刷計(jì)算13.1墩臺(tái)沖刷類型113.1建橋后的河床演變

沖刷組成——自然演變沖刷一般沖刷局部沖刷13.1建橋后的河床演變2河床自然演變沖刷的四種類型：1)河流發(fā)育成長(zhǎng)過(guò)程中河床縱斷面的變形；2)河槽橫向移動(dòng)所引起的變形；3)河段深泓線擺動(dòng)引起的沖刷變形；4)河槽周期性變形關(guān)于河床自然演變沖刷深度，目前尚無(wú)成熟的計(jì)算方法，一般多通過(guò)調(diào)查或利用橋位上下游水文站歷年實(shí)測(cè)斷面資料統(tǒng)計(jì)分析確定。河床自然演變沖刷的四種類型：36.3橋下斷面的一般沖刷計(jì)算

一般沖刷的基本概念：建橋后，由于橋孔壓縮河床，橋下過(guò)水面積減小，從而引起橋下流速的增大，水流挾沙能力也隨之增大，造成整個(gè)斷面的河床沖刷。這一沖刷過(guò)程，稱為橋下斷面的一般沖刷。隨著一般沖刷的發(fā)展，橋下過(guò)水?dāng)嗝嬷饾u增大，流速逐漸降低，沖刷速率逐漸減小。當(dāng)橋下河槽各點(diǎn)泥沙的沖刷及淤積達(dá)到平衡時(shí)，一般沖刷趨于停止，一般沖刷的深度達(dá)到最大。目前在工程界，一般沖刷后最大水深用hp表示。hp表示當(dāng)一般沖刷完成后，從設(shè)計(jì)水位算起的計(jì)算垂線處水深（也即為計(jì)算垂線處天然水深與一般沖刷完成后河底被沖刷深度之和）。6.3橋下斷面的一般沖刷計(jì)算一般沖刷的基本概念：4二、非粘性土河床的一般沖刷1.河槽部分1）64－1修正式二、非粘性土河床的一般沖刷5橋梁墩臺(tái)沖刷計(jì)算ppt課件6橋梁墩臺(tái)沖刷計(jì)算ppt課件7橋梁墩臺(tái)沖刷計(jì)算ppt課件8橋梁墩臺(tái)沖刷計(jì)算ppt課件9橋梁墩臺(tái)沖刷計(jì)算ppt課件102）64-2簡(jiǎn)化式橋下淤積原理：輸沙平衡原理；適用性：有推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)的非粘性土河床。G1——上游天然河道的來(lái)沙量，G2——橋下河槽斷面的排沙量。橋下沖刷橋下沖淤平衡推移質(zhì)的輸沙率gs：?jiǎn)挝粫r(shí)間單位河寬通過(guò)推移質(zhì)的質(zhì)量【kg/(m·s)】2）64-2簡(jiǎn)化式橋下淤積原理：輸沙平衡原理；橋下沖刷橋下沖11上游天然河道的來(lái)沙量：橋下斷面的排沙量：上游天然河道的來(lái)沙量：橋下斷面的排沙量：12令64-2簡(jiǎn)化式：令64-2簡(jiǎn)化式：13橋梁墩臺(tái)沖刷計(jì)算ppt課件14橋梁墩臺(tái)沖刷計(jì)算ppt課件15橋梁墩臺(tái)沖刷計(jì)算ppt課件16三、粘性土河床的一般沖刷粘性土：三、粘性土河床的一般沖刷粘性土：1713.3橋墩的局部沖刷計(jì)算

修建在河床內(nèi)的橋墩，經(jīng)受著橋位河段及橋下斷面的一般沖刷，同時(shí)，橋墩阻擋水流，水流在橋墩兩側(cè)繞流，形成十分復(fù)雜的、以繞流漩渦體系為主的繞流結(jié)構(gòu)，引起橋墩周圍急劇的泥沙運(yùn)動(dòng)，形成橋墩周圍局部沖刷坑。為了便于分析計(jì)算，假定橋墩局部沖刷是在一般沖刷完成后的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。橋墩計(jì)算公式中的墩前水深和流速都是采用一般沖刷后的水深和流速。13.3橋墩的局部沖刷計(jì)算修建在河床內(nèi)的橋18一、橋墩局部沖刷的機(jī)理

1.橋墩周圍的水流橋墩周圍的水流結(jié)構(gòu)1.墩前向下水流2.墩前水面涌波3.尺度很大的漩渦體系一、橋墩局部沖刷的機(jī)理1.橋墩周圍的水流橋墩周圍的水19漩渦體系1.兩側(cè)繞流漩渦2.墩前向下水流在床面附近形成的馬蹄形漩渦3.橋墩兩側(cè)邊界層分離形成的尾流漩渦4.床面附近形成的小漩渦每個(gè)急速旋轉(zhuǎn)并向下游移動(dòng)漩渦的中心形成負(fù)壓，吸起床沙，帶往下游。伴隨漩渦的生成和移動(dòng)，引起床面靜止的泥沙呈陣發(fā)性、突然的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。在橋墩下游兩側(cè)漩渦相匯，泥沙沉積，形成很長(zhǎng)的沙脊。當(dāng)行近流速較小時(shí)，在橋墩下游約8倍墩寬（墩徑）處，漩渦逐漸消失。漩渦體系1.兩側(cè)繞流漩渦2.墩前向下水流在床面附近形成的馬蹄20橋梁墩臺(tái)沖刷計(jì)算ppt課件21橋梁墩臺(tái)沖刷計(jì)算ppt課件22

3.影響橋墩周邊局部沖刷的主要因素●涌向橋墩的水流流速、流向●橋墩寬度●橋墩型式●墩前水深●床沙粒徑3.影響橋墩周邊局部沖刷的主要因素23橋梁墩臺(tái)沖刷計(jì)算ppt課件24橋梁墩臺(tái)沖刷計(jì)算ppt課件25橋梁墩臺(tái)沖刷計(jì)算ppt課件26橋梁墩臺(tái)沖刷計(jì)算ppt課件27橋梁墩臺(tái)沖刷計(jì)算ppt課件28橋梁墩臺(tái)沖刷計(jì)算ppt課件296.5橋臺(tái)沖刷計(jì)算

一、橋臺(tái)的沖刷機(jī)理

6.5橋臺(tái)沖刷計(jì)算一、橋臺(tái)的沖刷機(jī)理3013.4橋梁墩臺(tái)基底最小埋深

●橋墩的最低沖刷線高程h

——橋臺(tái)所在位置（河灘或河槽）的平均水深(m)hs——橋臺(tái)沖刷深度?！駱蚺_(tái)的最低沖刷線高程13.4橋梁墩臺(tái)基底最小埋深●橋墩的最低沖刷線高程h31●設(shè)計(jì)所需基礎(chǔ)埋置深度h由《橋梁基礎(chǔ)》課程所述方法確定；

●基底埋置安全深度Δh查表確定。

●設(shè)計(jì)所需基礎(chǔ)埋置深度h●基底埋置安全深度Δh32橋梁墩臺(tái)沖刷計(jì)算ppt課件33二