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一般冲刷计算公式:
式中:
hp——桥下一般冲刷后的最大水深(m);
Qp——频率为P%的设计流量(m3/s);
Q2——桥下河槽部分通过的设计流量(m3/s),当河槽能扩宽至全桥时取用Qp;
Qc——天然状态下河槽部分设计流量(m3/s);
Qt1——天然状态下桥下河滩部分设计流量(m3/s);
Bcg——桥长范围内的河槽宽度(m),当河槽能扩宽至全桥时取用桥孔总长度;
Bz——造床流量下的河槽宽度(m),对复式河床可取平滩水位时河槽宽度;
λ——设计水位下,在Bcg宽度范围内,桥墩阻水总面积与过水面积的比值;
μ——桥墩水流侧向压缩系数;
hcm——河槽最大水深(m);
Ad——单宽流量集中系数,山前变迁、游荡、宽滩河段当Ad1.8时,Ad值可采用1. 8;
Hz——造床流量下的河槽平均水深(m),对复式河床可取平滩水位时河槽平均水深。
②非粘性土河床桥墩局部冲刷计算
桥渡冲刷的产生是由于桥墩阻碍了水流,使水流形态发生变化,一般在墩前两侧发生集中现象,引起动能增加;另一方面水流受阻后部分动能转化为位能,由于水流形态变化,桥墩附近水流冲刷能力加大,在桥墩处产生冲刷坑。
局部冲刷计算公式
当V≤V0时,
当V>V0时,
式中:
hb——桥墩局部冲刷深度(m):
Kξ——墩形系数;
B1——桥墩计算宽度(m);
hp——一般冲刷后的最大水深(m);
d ——河床泥沙平均粒径(mm);
Kη2——河床颗粒影响系数;
V ——一般冲刷后墩前行近流速(m/s),
Vo——河床泥沙起动流速(m/s);
V,0——墩前泥沙起冲流速(m/s);
n2 ——指数。
冲刷深度计算数据及结果详见表1。
表 1 桥梁冲刷数据及结果表
频率(%)
2%
3.3%
黄陂滠水一桥
(原有)
Qp(m3/s)
4428
3757
Qc(m3/s)
2461
2088
Qt1(m3/s)
1967
1669
Bcg(m)
95
95
Bz(m)
101
101
λ
0.079
0.079
υ
0.965
0.97
hcm
13.87
13.61
Hz(m)
3.27
3.27
Kξ
0.96
0.96
B1(m)
2.97
2.97
dm(mm)
2.84
2.84
V(m/s)
3.01
1.81
n2
0.68
0.68
黄陂滠水一桥
(拟建)
Qp(m3/s)
4428
4428
Qc(m3/s)
3164
2632
Qt1(m3/s)
1264
1126
Bcg(m)
137
137
Bz(m)
145.22
145.22
λ
0.048
0.053
υ
0.98
0.985
hcm
13.61
13.46
Hz(m)
4.25
4.25
Kξ
0.96
0.96
B1(m)
2.97
2.97
dm(mm)
2.84
2.84
V(m/s)
2.06
1.78
n2
0.65
0.68
冲刷深度计算结果详见表4-18。
表 4-18 桥梁冲刷深度计算表
频率(%)
2%
3.3%
黄陂滠水一桥
(原有)
一般河槽冲刷深度(m)
18.18
17.73
桥墩局部冲刷深度(m)
3.90
3.13
合计(m)
22.08
20.87
黄陂滠水一桥
(拟建)
一般河槽冲刷深度(m)
4.11
4.08
桥墩局部冲刷深度(m)
3.07
2.85
合计(m)
7.18
6.92
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