6_桥涵水文第六章桥墩和桥台冲刷(下).ppt

第六章 桥墩和桥台冲刷 武汉理工大学交通学院 第三节 桥下河床断面的一般冲刷 河上建桥后，桥下过水断面受压缩减少，桥下流速增大，水流挟沙能力相应增强，桥下河床全断面内发生的普遍冲刷，称为一般冲刷。随着一般冲刷的发展，桥下过水断面逐渐加大，流速又将逐渐下降，当达到新的输沙平衡状态，或者桥下流速降低到河床质的允许不冲刷流速时，冲刷即行停止，一般冲刷深度至此达到最大。桥下河床在一般冲刷完成后，从设计水位算起的某一垂线水深，称之该垂线处的一般冲刷深度。 第三节 桥下河床断面的一般冲刷 桥下一般冲刷可按下述三类公式计算： 一 按输沙平衡建立的公式 二 按冲止流速建立的公式 三 根据别列柳伯斯基假定建立的公式 第三节 桥下河床断面的一般冲刷 一 按输沙平衡原理建立的公式 原理： 建桥后，若上游天然河槽断面输移来的泥沙量(来沙量) 较少，不足以补偿桥下河流断面被水流冲走的泥沙量(排沙量) ，。则桥下河流断面的来沙呈小于水流挟沙能力，桥下断面发生冲刷。 随着冲刷的发展，桥下河槽断面的水流挟沙能力逐渐降低，上游来沙则和桥下排沙量将逐渐接近以至相等，此时桥下河槽断面达到输沙平衡。冲刷随之停止，一般冲刷深度达到最大。根据上述输沙平衡的概念可以建立一般冲刷深度计算公式。 第三节 桥下河床断面的一般冲刷 一 按输沙平衡原理建立的公式 桥下河槽的一般冲刷主要是通过推移质移动实现的，因而可根据桥下河流断面推移质输沙量的平衡条件，导出一般冲刷计算公式。 第三节 桥下河床断面的一般冲刷 一 按输沙平衡原理建立的公式 第三节 桥下河床断面的一般冲刷 一 按输沙平衡原理建立的公式 第三节 桥下河床断面的一般冲刷 一 按输沙平衡建立的公式－－1964年甘城道 Bi，Qi分别为上下游两天然断面的河槽宽度、流量。 此公式各参数含义及其推求 第三节 桥下河床断面的一般冲刷 一 按输沙平衡建立的公式 64－2简化公式： 第三节 桥下河床断面的一般冲刷 二按冲止流速建立的公式 原理： 桥下一般冲刷停止时的垂线平均流速，称为不冲刷流速，工程界常称之为冲止流速。按此概念假定当桥下河槽断面内任一垂线的平均流速达到冲止流速时，此垂线处冲刷停止，至此，一般冲刷深度达到最大，此时的最大水深即为所求一般冲刷深度。 第三节 桥下河床断面的一般冲刷 二按冲止流速建立的公式 1.沙性土河槽的一般冲刷 第三节 桥下河床断面的一般冲刷 二按冲止流速建立的公式 1.沙性土河槽的一般冲刷---（64-1公式） 第三节 桥下河床断面的一般冲刷 二按冲止流速建立的公式 2.沙质河滩的一般冲刷 沙质河滩内，有推移质运动，冲刷过程中又有上游来沙的补偿。随着一般冲刷的发展，桥下各垂线处的单宽流量将进行再分配。有向深水垂线集中的趋势，河槽越宽浅、越不稳定，单宽流量的集中趋势越强。 第三节 桥下河床断面的一般冲刷 二按冲止流速建立的公式 2.沙质河滩的一般冲刷 第三节 桥下河床断面的一般冲刷 二按冲止流速建立的公式 2.沙质河滩的一般冲刷 第三节 桥下河床断面的一般冲刷 二按冲止流速建立的公式 2.沙质河滩的一般冲刷 第三节 桥下河床断面的一般冲刷 二按冲止流速建立的公式 3.粘性土河床的桥下断面一般冲刷 我国铁路部门根据一定数量实际桥梁的资料，对粘性土河流的桥下一般冲刷进行了分析研究，于1979年提出了调查分析报告，阐述了粘性土河床冲刷的特点，认为冲止流速与粘性土的性质有直接关系，并推荐了使用公式。 第三节 桥下河床断面的一般冲刷 二按冲止流速建立的公式 3.粘性土河床的桥下断面一般冲刷 按泥沙颗粒的大小进行分类，一般认为粒径小于0.05-m的泥沙，属于粘性土。粒径小于0.005mm的颗粒称为粘粒，按粘粒的含量(所占重量百分比)不同，粘性土又分为粘砂土、砂粘上和粘土。 粘性土的主要特点是颗粒很细，在颗粒表面形成很薄而且结合很牢的粘结水膜，粘滞性很大，使颗粒之间产生一定的粘结力。枯性土的抗冲能力决定于粘结力的大小，粘结力越大，抗冲能力越强。 第三节 桥下河床断面的一般冲刷 二按冲止流速建立的公式 3.粘性土河床的桥下断面一般冲刷 粘性土的物理状态及性质，与含水量有密切关系，直接影响颗粒间粘结力的大小。含水量是上中所含水重与颗粒重量的比值(以百分数表示)，粘性上随着含水量的增大，可以由固态变成流态，物理力学性质也随之而变化，其变化情况如下: 第三节 桥下河床断面的一般冲刷 二按冲止流速建立的公式 3.粘性土河床的桥下断面一般冲刷 粘性土的液性指数：若粘性土的含水量极小，不足以形成粘结水膜，则颗粒分散无粘结力；若含水量过大，在分子力达到的水膜范围以外，还存在着自由水，粘结力反而减小，甚至变成流态。含水量越接近塑限，粘结力越大，抗冲能力也越强，含水量达到