哈工大橋涵水文第七章2(局部沖刷).ppt

流向橋墩的水流受到墩身的阻擋 橋墩周圍的水流結(jié)構(gòu)發(fā)生急劇變化 水流的繞流使流線急劇彎曲 床面附近形成漩渦 劇烈淘刷橋墩迎水端和周圍的泥沙 形成局部沖刷坑 隨著沖刷坑的不斷加深和擴(kuò)大 坑底流速逐漸降低 水流挾沙能力隨之減弱 上游進(jìn)入沖刷坑的泥沙與水流沖走的泥沙趨向平衡同時 沖刷坑底的泥沙逐漸粗化 坑底粗糙程度增大 抗沖能力增強(qiáng) 使水流的沖刷作用與床沙的抗沖作用也趨于平衡 沖刷隨之停止 局部沖刷坑達(dá)到最深 沖刷坑外緣與橋墩前端坑底的最大高差 就是最大局部沖刷深度hb 一般沖刷深度是從設(shè)計水位至一般沖刷線的最大深度 而局部沖刷則是從一般沖刷線至沖刷坑底的最大深度 根據(jù)模型試驗(yàn)資料可知 橋墩局部沖刷深度hb與沖向橋墩的水流流速V 以垂線平均流速表示 有關(guān) 當(dāng)流速增大到一定程度時 橋墩迎水面兩側(cè)的泥沙首先被水流沖走 床面開始沖刷 此時沖向橋墩的流速 垂線平均流速 稱為床沙的起沖流速V0 第六章橋墩和橋臺沖刷 6 4橋墩局部沖刷 當(dāng)V大于V0 并繼續(xù)增大時 河床繼續(xù)沖刷 沖刷坑逐漸加深和擴(kuò)大 局部沖刷深度hb與流速V呈直線關(guān)系增長 流速V增大到床沙的啟動流速V0 垂線平均流速 時 床面泥沙大量起動 上游泥沙進(jìn)入沖刷坑 有些泥沙將滯留在坑內(nèi) 沖刷坑深度的增長將因來沙的補(bǔ)償而減緩 因此 當(dāng)V大于V0并繼續(xù)增大時 局部沖刷深度hb與流速V則呈曲線關(guān)系 第六章橋墩和橋臺沖刷 第六章橋墩和橋臺沖刷 橋墩局部沖刷深度與很多因素有關(guān) 除沖向橋墩的流速以外 主要還有橋墩寬度 橋墩型式 水深 床沙粒徑等 局部沖刷坑的范圍 主要決定于沖刷坑的深度和床沙的休止角 目前 橋墩局部沖刷公式是1964年我國 橋渡沖刷計算學(xué)術(shù)會議 推薦使用的65 1公式和65 2公式 符合我國河流的實(shí)際情況 得到廣泛應(yīng)用 當(dāng)V V0時 一 沙質(zhì)河槽 1 65 2公式 當(dāng)V V0時 式中 Hb 橋墩局部沖刷深度 m 為沖刷坑的最大深度 第六章橋墩和橋臺沖刷 第六章橋墩和橋臺沖刷 續(xù)前 第六章橋墩和橋臺沖刷 65 2修正公式 第六章橋墩和橋臺沖刷 3 包爾達(dá)可夫公式 第六章橋墩和橋臺沖刷 鐵道部粘土橋渡沖刷研究小組的 粘土橋渡沖刷天然資料分析報告 中推薦的公式供參照使用 第六章橋墩和橋臺沖刷 對于粘性土河床 公路橋位勘測設(shè)計規(guī)范 JTJO62 91 推薦參照下式計算 三 粘性土河床橋墩局部沖刷公式 一 橋臺繞流的水流結(jié)構(gòu) 第六章橋墩和橋臺沖刷 6 5橋臺局部沖刷 第六章橋墩和橋臺沖刷 1 沙性土河床橋臺沖刷深度隨橋臺路堤阻水長度LD 被阻水流的深度h和水流弗汝德數(shù)Fr有顯著關(guān)系 第六章橋墩和橋臺沖刷 二 橋臺的沖刷計算 同時發(fā)現(xiàn) 沖刷深度受水流與橋軸線交角 即 橋臺挑角 大小的影響 引入挑角系數(shù)C 橋臺的形狀對繞流也有明顯的影響 引入系數(shù)CA 第六章橋墩和橋臺沖刷 則橋臺沙性土河床沖刷深度計算公式為 第六章橋墩和橋臺沖刷 定義挑角系數(shù)為 2 粘性土河床 第六章橋墩和橋臺沖刷 第六章橋墩和橋臺沖刷 橋下河槽最低沖刷線 橋臺的最低沖刷高程為 橋墩的最低沖刷高程為 一 計算公式 橋梁墩臺處橋下河床自然演變等因素沖刷深度 h 一般沖刷深度hp及