第六章桥下河床冲刷计算

35
《公路桥位勘测设计规范》（JTJ062-91) (1)河槽部分
⎡ Qcp ⎛ hmax ⎞ ⎜ ⎟ ⎢A L μ c ⎝ hc ⎠ hp = ⎢ ⎢ ⎛ 1⎞ ⎢ 0.33⎜ ⎜I ⎟ ⎟ ⎢ ⎝ ⎠ L ⎣
53 58
⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦
（2）河滩部分
⎡ Qtp ⎛ hmt ⎞ 5 3 ⎤ ⎜ ⎟ ⎥ ⎢ μL ⎝ h t ⎠ ⎥ hp = ⎢ t ⎢ ⎛ 1 ⎞ ⎥ ⎢ 0.33⎜ ⎜I ⎟ ⎟ ⎥ ⎢ ⎝ L⎠ ⎥ ⎣ ⎦
V ≤ V0 hb = K ξ Kη B 0.6 V − V0'
(
)
− V0'
n
V > V0
hb = K ξ Kη B
0.6
(V
− V0'
)
⎞ ⎛V ⎜ ⎟ ⎜V − V ' ⎟ 0 ⎠ ⎝ 0
WUHEE
2. 65-2修正公式法
hb =
0.6 0.15 −0.068 ⎛ ⎜ 0.46 K ξ B h p d ⎜
WUHEE
一、进口沟床加固
WUHEE
WUHEE
WUHEE
2. 出口沟床加固
l = kq
WUHEE
n
h2 =
γ γs −γ
(hk − h )
WUHEE
WUHEE
很高兴与大家共同度过36 个学时的美好时光！
祝各位：学习进步！ 事业有成！
WUHEE
WUHEE
⎡ ⎤ Bc ⎢ μ (1 − λ )B ⎥ ⎣ 2⎦
0.66
hmax
二、粘性土河床的桥下一般冲刷 平均粒径小于0.05mm的泥沙，称为粘性土。 土力学中反映粘土粘结力大小的指标为液性 指数IL和孔隙率e。 IL和e越小，粘土的粘结力越 大，抗冲能力越强，冲止流速也就越大。
⎛ 1 ⎞ 23 Vs = 0.23⎜ ⎟ hp ⎜I ⎟ ⎝ L⎠
⎞ V ⎟ ' ⎟ ⎝ V0 − V0 ⎠ − V0'
n
三、粘性土河床的局部冲刷计算
hp B hp B
WUHEE
≥ 2.5
.25 hb = 0.83K ξ B 0.6 I 1 L V
< 2.5
0.1 hb = 0.55 K ξ B 0.6 h p I LV
四、墩台底面埋设高程计算 依据：自建桥前天然河床床面算起的河床自然演 变冲刷、一般冲刷和局部冲刷三者最不利组合 所得的总冲刷深度。墩台底面最低埋设高程就 是设计水位减去总冲刷深度和安全埋入深度。
1 .3
⎛ 1 ⎞ ⎟ Vs = 0.22⎜ ⎜I e⎟ ⎝ L ⎠
35
1.15 23 hp
WUHEE
⎡ Q p ⎛ h ⎞5 3 ⎤ ⎢ ⎜ max ⎟ ⎥ ⎢ μL j ⎝ h ⎠ ⎥ hp = ⎢ 1.3 ⎥ ⎛ ⎞ 1 ⎢ 0.23⎜ ⎟ ⎥ ⎜I ⎟ ⎥ ⎢ ⎝ L⎠ ⎦ ⎣
⎡ Q p ⎛ h ⎞5 8 ⎤ ⎢ ⎜ max ⎟ ⎥ ⎢ μL j ⎝ h ⎠ ⎥ hp = ⎢ 1.15 ⎥ ⎛ ⎞ 1 ⎢ 0.22⎜ ⎟ ⎥ ⎜I ⎟ ⎢ ⎥ ⎝ L⎠ ⎣ ⎦
第六章 桥下河床冲刷计算
WUHEE
第一节 桥下一般冲刷
桥下河床冲刷计算，是确定墩台基础埋深的重要 依据。 桥渡附近河床变形分为三类： 1. 河道自然变化引起； 2. 桥渡束狭水流，增加单宽流量所引起，称一般 冲刷； 3. 由桥墩阻水使水流结构变化，在桥墩周围发生 的，称局部冲刷。
WUHEE
一、非粘性土河床的一般冲刷 冲刷停止时桥下的垂线水深表示该垂线处 的一般冲刷深度。一般冲刷停止时桥下的垂线 平均流速，称为冲止流速。 《公路桥位勘测设计规范》（JTJ062-91)： 64-1修正公式，64-2简化公式
()
16
23 hp
q s ⎡ AQcp ⎛ hmax ⎞ hp = = ⎢ ⎟ 16 ⎜ V s ⎢ μL E d ⎝ h c ⎠ ⎣ c
5 3⎤
35
⎥ ⎥ ⎦
WUHEE
（2）河滩部分
53 q s ⎡ Qtp ⎛ hmt ⎞ ⎤ hp = = ⎢ ⎟ ⎥ ⎜ Vs ⎢ ⎦ ⎣ μLtVH 1 ⎝ h t ⎠ ⎥ 56
2. 64-2简化公式 根据输沙平衡原理，有Qb1=Qb2,h2=hp，可得：
⎛α2 ⎞ hp = ⎜ ⎜α ⎟ ⎟ ⎝ 1⎠
1 4
⎤ 4 ⎛ Q2 ⎞ ⎡ B1 ⎜ ⎜Q ⎟ ⎟ ⎢ μ (1 − λ )B ⎥ h1 ⎝ 1 ⎠⎣ 2⎦
0.90
3
⎛ Qcp ⎞ h p = 1.04⎜ ⎜A Q ⎟ ⎟ c ⎠ ⎝
Z jd = Z s − h p − hb − Δh − Δc
WUHEE
第三节 小桥涵进出口沟床加固
小桥涵修建后造成水流集中，流速增加，为防止冲刷， 危及桥涵基础和路基安全，在小桥涵进出口均应作铺 砌加固。 从实际工程遭破坏的情况来看，小桥涵进出口加固不当 常是导致破坏的主要原因，并且出水口引起的问题又 较进水口多。 对于小桥，其孔径是根据河床铺砌类型的允许流速值决 定的，其进出口沟床要采用同类铺砌规格。小桥进出 口的铺砌范围以及深度等的计算可参照涵洞进出口的 计算方法进行。
WUHEE
1. 64-1修正公式 根据谢才公式，得桥下冲刷前最大单宽流量与平 均单宽流量的关系：
⎛h ⎞ qm = q⎜ max ⎟ ⎝ h ⎠
5 3
Q p ⎛ hmax ⎞ = ⎜ ⎟ μL j ⎝ h ⎠
5
3
（1）河槽部分
q s = Aqm ⎛ B⎞ A=⎜ ⎜ H ⎟ ⎟ ⎝ ⎠
0.15
Vs Байду номын сангаас E d
WUHEE
67
三、桥台偏斜水流的一般冲刷 当桥前无导流堤，而河滩被压缩较多时，河 滩水流在桥台附近集中，形成偏斜冲刷。
h 'p ⎡ h ⎤ = P ⎢h + (hmax − h ) ⎥ h max ⎦ ⎣
WUHEE
第二节 桥墩旁局部冲刷
一、局部冲刷现象
WUHEE
二、非粘性土河床的局部冲刷计算 《公路桥位勘测设计规范》（JTJ062-91)： 65-1修正公式，65-2修正公式 1. 65-1修正公式