桥墩河床冲刷方案
第六章 桥墩和桥台冲刷
v0 5.39h0.14d 0.36
（6-1-4）
第一节 泥沙运动
当水深为1m时，绘制起动流速v0与粒径d的关系曲线如图6-3，在d＝ 0.15mm附近，起动流速都有个最小值。该值右侧，起动以克服重力为 主，起动流速随粒径的增大而增大；该值左侧，起动以克服粘结力为 主，起动流速随粒径的减小而增大。当d≥2mm时，粘结力作用可以忽 略不计；当≤0.02mm时，重力作用可以忽略不计。
第一节 泥沙运动
对于河槽内处于运动状态的泥沙，根据颗粒粗细及其来源又分为床沙质 和冲泻质两类。 床沙质：某一河段来自上游的泥沙中，一部分颗粒较粗，在床沙的组成 中大量存在，可以认为它们直接来自上游的河床，并与本河段床沙有交 换现象，这一部分泥沙就称为床沙质。 冲泻质：另一部分颗粒较细的泥沙，在床沙的组成中只有少量存在或根 本不存在，可以认为它们来自流域的表面冲蚀，随水流冲泻而下，沿程 与床沙无交换现象，并且也很少沉积，称为冲泻质。 床沙质与冲泻质的颗粒粗细也是相对的，随着水流条件及河流形态的改 变，也将互相转化。床沙质、冲泻质和悬移质、推移质，是对运动中的 泥沙的两种分类，不可混淆。 床沙质直接参与造床作用，是河床演变的主要影响因素，而冲泻质的影 响则很小。对于桥梁上下游，因水流急剧变化，引起河床变形和墩台附 近的冲刷，起主要作用的是推移质和床沙；颗粒很细的悬移质泥沙，对 长河段的河床演变才起主要作用。
g
vk——起动流速(m/s)； ω——泥沙沉速(m/s)； γ，γs——分别为水和泥沙的容重。
第一节 泥沙运动
五、含沙量和挟沙能力
含沙量(g)：单位体积内水流中所含悬移质的质量，单位是kg/m3。 挟沙能力：在一定的水力条件和边界条件下单位体积的水流能挟带泥 沙的最大数量(质量)，成为水流的挟沙能力，单位是kg/m3。它是一个 临界值，包括推移质和悬移质全部泥沙数量，并且随着水流和边界条 件的不同而时刻变化。
桥梁设计之桥下河床冲刷过程预计算
桥梁设计之桥下河床冲刷过程预计算桥梁设计中，桥下河床冲刷是一个重要的考虑因素。
河床冲刷是指水流对河床表面的侵蚀和搬运作用，导致河床深度增加或者流速加剧，从而对桥梁结构的稳定性和安全性造成潜在威胁。
为了预计算桥下河床冲刷过程，需要考虑以下几个方面：1.水动力条件：水的流速是决定河床冲刷程度的关键因素之一、因此，需要测定或估算桥北河段的流速，并将其作为输入条件用于模拟计算。
2.河床形态：河床的形态特征对于决定河床冲刷的程度和机理有着重要影响。
河床形态包括河床横断面形状、纵向坡度、河床材料等。
需要进行对河床的调查测量，并将其作为模拟计算的输入条件。
3.底床材料：底床材料的物质性质，如粒径分布、比重等，对河床冲刷的程度和速率有着显著的影响。
需要对底床材料选择进行粒度分析和物理性质测试，并将其作为模拟计算的输入条件。
4.侵蚀机理分析：根据水动力条件、河床形态和底床材料特征，可以通过数学模型对河床冲刷机理进行分析和预测。
常用的数学模型包括稳态均衡模型、非稳态均衡模型、非稳态水沙模型等。
通过选择合适的模型，可以模拟桥下河床冲刷过程，预计算河床冲刷的程度和速率。
5.设计桥台和桥墩：根据预计算结果，需要合理设计桥台和桥墩的结构和布置。
桥梁设计中，通常会采用防冲刷措施，如设置防冲刷装置、铺设防冲砾石、加固岸坡等方式来减轻河床冲刷的影响。
根据预计算结果进行桥梁设计，可以提高桥梁的稳定性和安全性。
总之，预计算桥下河床冲刷过程需要综合考虑水动力条件、河床形态、底床材料和侵蚀机理等因素。
通过合理选择数学模型，预计算河床冲刷的程度和速率，并根据结果进行桥梁设计，可以提高桥梁的稳定性和安全性。
在实际工程中，需要结合具体情况综合考虑，确保桥梁的设计符合工程要求。
大桥防冲刷施工方案
大桥防冲刷施工方案一、工程背景与目标随着交通运输的发展，大桥在国民经济中扮演着越来越重要的角色。
然而，水流冲刷是威胁大桥安全的重要因素之一。
为了有效防止大桥基础结构受到水流的冲刷破坏，保证大桥的长期安全使用，本施工方案旨在制定一套科学、合理、可行的防冲刷措施。
二、施工前准备工作对大桥周边环境进行详尽的地质勘察，掌握河床、水流速度、水位变化等基础数据。
根据勘察结果，制定具体的防冲刷设计方案，明确防护范围、材料选择及施工方法等。
组建专业的施工队伍，确保施工人员熟悉施工方案，掌握相关操作技能。
准备施工所需的材料、设备和工具，确保施工质量。
三、防冲刷材料选择选择抗冲刷性能强、耐久性好的材料，如高强度混凝土、耐磨橡胶等。
同时，考虑材料的环保性，优先选择环保型材料。
四、施工方法与步骤清理桥墩周边河床，确保施工面平整、无杂物。
在桥墩周边设置防护结构，如安装防护网、浇筑防护混凝土等。
根据设计方案，在桥墩基础部位施加防冲刷材料，确保防护层均匀、密实。
施工完成后，进行质量检查，确保防护效果达到预期要求。
五、质量控制与安全措施制定详细的质量控制标准，对施工过程中的每个环节进行严格把关。
加强施工现场安全管理，确保施工人员遵守安全操作规程，防止安全事故发生。
六、施工进度安排根据工程实际情况，合理安排施工进度，确保施工按计划有序进行。
同时，预留一定的时间用于后期维护与监测。
七、环境保护措施施工过程中产生的废弃物、废水等要妥善处理，避免对环境造成污染。
优先选择环保型材料，减少对环境的影响。
八、后期维护与监测定期对大桥防冲刷结构进行检查，及时发现并处理潜在问题。
建立长期监测机制，对大桥基础的冲刷情况进行实时监测，确保大桥安全。
通过本施工方案的实施，可以有效提高大桥的防冲刷能力，保障大桥的长期安全使用。
同时，施工过程中注重环境保护和安全管理，确保工程质量和人员安全。
后期维护与监测工作的开展，将进一步保障大桥的安全稳定。
桥墩冲刷实验
桥墩冲刷实验一、实验目的：桥梁是道路跨越河流的主要形式，它起到保障公路运输畅通和排泄洪水的作用。
但近年来由于城市建设规模的发展，建筑工程的沙石用量剧增，邻近城区的河道采沙对跨河工程的安全造成了很大威胁。
在桥梁的水毁事件中，桥墩冲刷是最主要的原因，冲刷严重影响着桥梁的整体稳定。
本实验旨在通过创新的手段对实际工程中河流冲刷桥墩进行实验模拟，探讨测量桥墩周围冲刷地形的方法，并提出相对比较理想的保护桥墩措施，确保流水经过桥墩时对其周围的泥沙产生较小的影响。
从而为实际防治桥梁水毁提供实验依据，达到保护桥墩基础、维护桥墩稳定的目的。
二、实验原理：1. 本实验为模型砂启动流速试验，模型冲刷历时t=3h。
2. 当桥墩冲刷坑内存在水体时，水体与坑壁上泥砂的交界线即为桥墩冲刷坑与水面高度相对应高程的等高线。
利用这一原理，通过拍摄不同水面高度下的水面与泥砂的交界线，我们可以得到不同高程下的冲刷坑等高线。
3、桥墩的冲刷引起桥墩冲刷的主要原因有两个：一是由于桥墩阻水而在墩前形成壅水产生下移螺旋流，立轴漩涡体系向下游传播发展，在桥墩下游形成回流区，该回流区的流动是有旋流动，漩涡的中心形成真空，卷起泥沙带往下游，从而导致河床下切；二是由于桥墩阻水形成侧向绕流产生马蹄形螺旋流淘刷两侧地形，从而导致桥群周围床面的冲刷，在马蹄形漩涡的作用下，桥墩周围河床上的泥沙被冲起带向下游，逐渐形成冲刷坑。
当冲刷坑发展到一定深度时，水流能量减弱，冲刷逐渐停止。
因此，冲刷坑的形成是由局部水流条件的改变引起的。
三、实验内容和步骤（一）实验前准备1．矩形、圆柱桥墩模型的制作。
2、在槽的中部填入实验沙，两端用挡板固定，适当捣实使沙平整且挡板和沙坑高度一致。
调节升降轮9使10水位控制板升高到与水平线成60°左右位置。
3、流量调节与控制。
插上电源，先用阀2控制流量，保持水流平稳缓慢上升，让水流慢慢浸过沙坑。
同时仔细观察沙坑在水流下平整度，对局部不平稳处应及时调整。
桥墩河床冲刷方案
桥墩河床冲刷方案河流在自然界中起着重要的作用，为人类社会和自然生态系统提供了丰富的资源。
然而，随着城市化进程的加快和人类活动的增加，一些河流的自然生态系统受到了破坏，河床冲刷成为了一个严峻的问题。
是解决这一问题的关键途径之一。
河流是地球上的重要水系之一，它们给人们生产生活提供了宝贵的水资源。
然而，在城市发展过程中，由于城市排水系统和河道治理不到位，加之气候变化的影响，一些河流的水量剧烈波动，导致了河床冲刷的现象。
河床冲刷不仅破坏了沿岸的生态系统，还给沿岸居民的生产生活带来了极大的困扰。
在这种情况下，研究桥墩河床冲刷方案变得尤为重要。
在桥墩河床冲刷方案中，首先需要对河流的地理和气候条件进行全面的考察。
不同地区的河流特点各不相同，因此在制定桥墩河床冲刷方案时，必须根据当地的具体情况进行调查和研究。
通过对河流的水文、水文、地质和生态等方面进行综合分析，可以更好地了解河流的特点和规律，为后续的河床冲刷方案制定提供科学依据。
其次，在制定桥墩河床冲刷方案时，需要考虑到桥梁的结构和功能。
桥梁是连接城市交通的重要设施，对于桥梁的安全性和稳定性都有着严格的要求。
然而，由于河床冲刷的存在，桥墩的稳定性受到了极大的影响。
因此，在制定桥墩河床冲刷方案时，需要综合考虑桥梁的结构和功能，确保桥梁在河床冲刷的情况下仍能够正常使用。
在桥墩河床冲刷方案中，除了对桥梁和河流进行综合考虑外，还需要考虑到当地的生态环境和社会经济发展。
河床冲刷不仅会破坏当地的生态系统，还会影响当地居民的生产生活。
因此，在制定桥墩河床冲刷方案时，需要综合考虑当地的生态环境和社会经济发展，确保方案的实施不会给当地居民带来更大的困扰。
梳理一下本文的重点，我们可以发现，桥墩河床冲刷方案是解决河流河床冲刷问题的关键途径之一。
在制定桥墩河床冲刷方案时，需要全面考虑河流的地理和气候条件、桥梁的结构和功能、当地的生态环境和社会经济发展等因素，以保障方案的科学性和可行性。
桥下河床冲刷计算
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
一、进口沟床加固
WUHEE
WUHEE
Vs
0.23
1 IL
1.3
h
2 p
3
Qp
hmax
5
3
3
5
hp
L j
0.23
h
1 IL
1.3
Vs
0.22
1 IL
e
1.15
h
2 p
3
Qp
hmax
5
8
3
5
hp
L j
0.22
h
1 IL
1.15
《公路桥位勘测设计规范》（JTJ062-91)
WUHEE
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。
Z jd Zs hp hb h c
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。
hmax
h h
hmax
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
浅析粉土河床桥墩局部冲刷计算
加固堤基土体 ， 提高堤基承载能力 。 建议采用水泥深层
土搅拌桩或砂桩进 行加固处理 ，桩端人土深度应根据理论
步导致堤基失稳 。
计算结果及现场试验成果综合确定 。
６ ． ３堆 载 预 压 处理
５ ． ４ 施 工加 荷 速 率 较 快
根 据施 工记录 ， ２ ０ １ ３年 ７月 １ ８日 ～ ８月 １ ８日堤身从
根据堤身 填土过程 中水 平位移 和垂 直沉 降观测数据 ， 确定堤身填土的填筑速率。施工过程应严格按照设计加载 速率进行控制 ， 保证各填筑层 的施工 时间间隔 ， 分层完成堤 身填筑 ， 确保堤身填筑过程整体稳定一
６ 堤 基处理 建议
ｌ 【 科技论坛 ｌ
高压缩性土 。粉土 中粉粒 占比重较大 ， 粘粒含量较少 ， 与水 胶结作用能力较差 ，颗粒问联结强度低 ，土体渗透系数较
笔 者在实际桥梁工程设计 中粉 土河床冲刷计算 时 ， 采
用不同公式所得局部冲刷计算结果差异较大 ，本文根据实
冲积区都普遍存在 ，是该 区域差 ， 结构松散 ， 强度低 ， 属 于中 、
６ ． １ 清 除 失稳 土体
的③。 层淤泥质重粉质壤土（ 尤其③ 层 的顶部土层 ） 承载力 仅为 ５ ０ ｋ Ｐ ａ ， 承载力难 以满足承载力要求 ， 失稳 堤段软弱堤
未 出现裂缝等 问题 。而 ２ ０ １ ３年 １ １ 月 １ ７日 １ ２月 １日约
堤基土体 固结 ， 提高淤泥质 软土地基 的承载能力 。
６ ． ４ 选 择 适 当的 填 筑 速 率
１ ４ ｄ ， 填 筑厚度约 １ ． １ ｍ， 比以前 施工速度快 ， 由于下部 的③ 层 淤泥质重粉质壤土为极微透水性 ，孔隙水压力来不及 消 散， 土体强度得不 到提高 ， 导致堤身整体失稳 。
桥墩局部冲刷的机理及防护措施
桥墩局部冲刷的机理及防护措施
桥墩局部冲刷是桥梁中一种比较常见的损坏形式，它可能会严重影响桥梁的稳定性和安全性。
因此，针对桥墩局部冲刷机理以及采取防护措施是十分必要的。
桥梁水流冲刷引起的桥墩局部冲刷，主要由沉积物和腐蚀作用共同引起的，当水的流速较快时，沉积物在此作用下会落入桥墩底部，逐渐形成淤泥，随着时间的推移，淤泥也会逐渐加厚，当厚度到达一定程度的时候，桥墩底部底板会因为地基承载量的减少而受到承压，并产生局部屈曲变形，从而导致桥墩局部冲刷。
针对桥墩局部冲刷，可以采取以下几种技术措施来防护：
①降低桥墩基础底座水位，进行墩台改造；
②在桥墩内安装淤积物排水孔，并定期清洗；
③在淤泥沉积地点安装波浪屏蔽墩，增加墩端的后护距离；
④安装加固墙等护坡结构；
⑤调整船舶航行线路，避免船只运动在墩台底部，切忌超载运行。
综上所述，通过对桥墩局部冲刷机理的分析以及采取多种防护措施，可以有效地减少桥墩局部冲刷，保证桥梁安全稳定可靠地运行。
桥梁墩台冲刷计算_OK
K 1 0.02 lg Hmax Hd
2021/9/5
13- 20
16
64-2 公式：基于输沙平衡理论
适用于 非粘性土河槽
规范：64-2 简化式
hp
1.04 Ad
Q2 Qc
0.90
Bc
1 Bcg
0.66
hcm
7.3.1 - 1
Q2
Qc Qc Qt1
Qp
2021/9/5
7.3.1 2
2021/9/5
6
2）64-1修正式
35
hp
Qcp Lj Ed
1
6
hmax h
13 5
hp
Ad
Q2 hcm
Bcj hcq
Ed 1 6
5
3
3
5
2021/9/5
7.3.1 4
7
式中：
Bcj — —河槽部分桥孔过水净宽（m），当桥下河槽能扩宽至全桥时， 即为全桥桥孔过水净宽；
包尔达可夫按别列柳伯斯基假定建立的一般冲刷公式；只适用于稳定性河段 （没有考虑土质因素和单宽流量集中情况）
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21
1、均质河床：
hP Ph
hP — —一般冲刷深度 h — —冲刷前的垂线水深 P — —冲刷系数
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22
2、无导流堤时桥台偏斜冲刷深 度
hP'
P(hmax
h h)
hmax
h
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23
3、岩土河床易冲土壤部分的冲刷深度
hP''
PAq A1
A2
Aq — —冲刷前桥下毛过水面积（m2）
A1 — —冲刷前易冲刷部分的过水面积（m 2）
桥涵水文-6桥梁墩台冲刷及基础埋置深度
桥涵水文Hydrology of Bridge and Culvert桥梁墩台冲刷计算及基础埋深第六章（桥涵水力计算）第一节桥下一般冲刷计算第二节桥墩局部冲刷计算第三节桥台冲刷计算第四节基础埋深计算为了使设计洪水在桥下安全通过，不但要有足够的桥孔长度和桥梁高度，而且桥梁墩台基础还必须有足够的埋置深度。
桥下冲刷直接影响着桥墩台的基础埋置深度，要保证桥梁安全，就必须将墩台基础放置在可靠的地基上。
进行冲刷计算的目的是要找最大冲刷深度，决定不被冲走的地基面的标高。
一、桥下冲刷的组成1.自然演变冲刷z定义：河床在水力作用及泥沙运动等因素的影响下，自然发育过程造成的冲刷现象，称为河床自然冲刷。
z常见自然演变冲刷现象：河床逐年下切、淤积、边滩下移、河湾发展变形及截弯取直、河段深泓线摆动及一个水文周期内，河床随水位、流量变化而发生的周期性变形，以及人类活动(如河道整治、兴修水利等）都会引起河床的显著变形，桥位设计时都应予考虑。
z计算方法：关于河床自然演变冲刷深度，目前尚无成熟的计算方法，一般多通过调查或利用桥位上、下游水文站历年实测断面资料统计分析确定。
对于各种河床的自然演变冲刷，在河流动力学和河道整治的有关书籍中，有一些计算方法可供参考。
但由于影响河床演变的因素很多，又极其错综复杂，难以得到可靠的计算结果。
目前在实际的工作中，主要是通过实地调查或参考类似河流的观测资料，结合河段的特点和整治规划，估计建桥后可能发生的河床变形，作为桥梁墩台的自然（演变）冲刷，进行设计。
具体做法，可以参阅《公路工程桥涵水文勘测设计规范》。
2.一般冲刷建桥后，由于桥孔压缩河床，桥下过水面积减小，从而引起桥下流速的增大，水流携沙能力也随之增大，造成整个桥下断面的河床冲刷。
这一冲刷过程，称为桥下断面的一般冲刷。
3.局部冲刷水流因受墩台阻挡，在墩台附近发生的冲刷现象叫局部冲刷。
在桥墩的前缘与两侧形成冲刷坑。
三种冲刷交织在一起，同时进行。
计算时假定它们独立地相继进行，可分别计算，最后叠加。
6-桥梁墩台冲刷计算讲解
n
n
宽浅式河渠：
R
A
bh
h
h
b 2h 1 2 h
b
v
1
21
h3i2
n
q
Av
(1
h)
1
21
h3i2
1
51
h3i 2
n
n
qmax
1 n
5
h3 max
i
1 2
5
qmax q
hmax h
3
5
qmax q
hmax h
3
又因为： q Qs
Lj
Ay Ly h Ly
Aj Lj h Lj
5
5
n
当V >V0，
hb K K1B10.6
V0 V0
V V0
V0 V0
K1——河床颗粒的影响系数，
K1 0.8
1
0.45
1 0.15
d d
式中：V0——河床泥沙起动流速(m/s)
V0
0.0246
hP d
0.14
332d 10 hP
0.72
d
V0′——墩前泥沙始冲流速(m/s)，
4
h1
64-2简化式：hp
1.04
Ad
Q2 Qc
0.90
Bc
1
0.66
Bcg
hcm
2. 河滩部分
5
hP
Q1
Btj
htm htq
VH 1
5
3
6
三、粘性土河床的一般冲刷
粘性土： d 0.05mm
IL
W0 WP WL WP
W0 WP IP
第六章冲刷计算
建桥后，除了河床的自然演变外，还有桥梁墩台 对水流和泥沙运动的干扰而引起河床的冲刷，它们交 织在一起，同时进行，所以桥下冲刷过程十分复杂。
桥梁墩台周围河床的最大冲刷深度，是设计桥 梁墩台基础埋置深度的依据。
最大冲刷深度是各种因素综合作用的结果，十分 复杂。为了便于研究和计算，桥涵水文中把这一复杂 的冲刷过程简化为独立的三部分——自然冲刷、一般 冲刷、局部冲刷，并假定它们相继发生，可以分别计 算，然后叠加，作为墩台的最大冲刷深度，并据以确 定墩台基础的埋置深度。
⑤ 需要考虑单宽流量集中系数A。
hP
1.04(
A
Q2 Qc
)0.90
(1
Bc
)B2
0.66
hmax
(6 11)
适用条件：沙质（非粘性土）河槽。桥下全部为 河槽或桥下河槽部分。
应用说明： ① 当桥下断面全为河槽，Q2 = QP，B2=Bc。 ② 当桥孔压缩部分河滩，桥下河槽不会扩宽至全 桥，则：
(6 6)
QcP为桥下河槽部分通过的设计流量； Lcj为桥下河槽部分的桥孔净长。 应用说明：
① 当桥下断面全为河槽，Lcj = Lj = L- nd，QcP = QP。
② 当桥孔压缩部分河滩，桥下河槽不会扩宽至全
桥，则：
Lcj Lc nd
QcP
Qc Qc
Qt
QP
QcP
cCc
n
hc
QP
(iCi hi )
qs Aqmax
(6 3)
A称为单宽流量集中系数。
A 0.15 ( B )0.15
H
(6 4)
稳定河段：A=1.0~1.2；次稳定河段：A=1.3~1.4；不稳
定河段：A=1.5~1.7，最大不超过1.8。
6_桥涵水文第六章桥墩和桥台冲刷
本节课到此结束！
第五节 桥台冲刷
一 桥台绕流的水流结构 桥台附件的水流由主流区，下游回流区和上游滞流
区三部分组成。
第五节 桥台冲刷
一 桥台绕流的水流结构
第五节 桥台冲刷
一 桥台绕流的水流结构
第五节 桥台冲刷
一 桥台绕流的水流结构 桥台上下游的流速分布如下：
第五节 桥台冲刷
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
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。
流速小于v0 的冲刷为清水冲刷，大于v0 的为动床冲 刷。
第四节 桥墩的局部冲刷
冲刷深度与行近流速关系
根据模型试验和观测资料可知，桥墩局部冲刷深度 与涌向桥墩的流速V有关。
当V逐渐增大到一定数值时，桥墩迎水面两侧的泥 沙开始被冲走而产生冲刷，此时涌向桥墩的垂线平 均流速称为墩旁床沙的起冲流速v’0。
第四节 桥墩的局部冲刷
65-2公式
第四节 桥墩的局部冲刷
65-2公式
65-2公式 第四节 桥墩的局部冲刷
第四节 桥墩的局部冲刷
65-2修正公式 修正公式：
hbKKB10.60h0.15d0.068vv0vv'0 '0n
d为冲刷层内泥沙平均粒径
桥墩河床冲刷方案,专家评论
桥墩河床冲刷方案,专家评论
近年来，河流水文变化频繁，导致桥墩河床冲刷问题日趋严重。
为了解决这一问题，专家们提出了多种冲刷方案。
首先，可以采用“护岸+加固”方案。
这种方案需要在桥墩附近
修建护岸，同时在冲刷严重的区域进行岸线加固。
加固材料可以选择
石方、钢板等，使其能够承受水流冲击和水下颗粒物的冲击力。
这种
方案对短期内的桥墩保护效果较好，但需要定期维护和检测，因为长
时间的水流冲刷会使加固材料变形或损坏，从而减弱保护效果。
其次，还可以采用“重构河道+减缓水流”方案。
这种方案通过
对桥墩下游的河道进行重构，增强河道的水文环境，从而减轻水流的
冲击力。
重构工程可以包括河道深度调整、河道加宽、减少河道弯曲
等措施。
此外，还可以在河道中设立一些阻水措施，如铺设防止河床
沉积的材料、设置减速堤坝等，使水流速度逐渐降低，减轻冲刷力。
这种方案对于长期保护桥墩有着良好的效果，但需要在对河道环境影
响分析等前期工作充足的情况下进行施工。
最后，还可以采用“抽水改道”方案。
该方案将水流从原来的河
床中抽离，通过新开辟的排水渠道引导水流，使桥墩附近的水流速度
降低，达到减轻冲刷力的效果。
这种方案最大的优点是对河道环境影
响最小，不会对现有的河床造成损害，适用于挑战较大的河道工程。
综上所述，解决桥墩河床冲刷问题需要综合考虑不同的方案和具
体情况。
无论采用哪种方案，都需要在施工前进行充分的调研和设计，以达到最好的保护效果。
同时，对于长期的工程，定期维护和监测非
常重要，确保保护措施的有效性。
河流冲刷治理方案
治理方案
1. 工程概况
该桥段桥墩基础采用灌注桩基础，灌注桩桩长12m 。
由于河流的长期冲刷作用，灌注桩现有5m 裸露出地面，剩下7m 桩长范围内自上而下的土层分布为：细砂层，2m ；亚粘土层，5m 。
图1 工程现状示意图
2. 工程现状下单桩承载力计算
单桩荷载为：
()[]kN F 22.49621
701.12721635.014.35.055.72=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=
单桩承载力为：()kN F 25.28021
3557.014.34027.014.3=⨯
⨯⨯⨯+⨯⨯⨯= kN kN kN 46.59522.4962.125.280=⨯<，承载力不满足。
3. 治理方案
3.1 方案确定
为防止河流继续冲刷河床，保证桥梁的安全工作，需回填沙砾石4m ，再回填1m 粘土至原河床顶面，在回填前预埋直径50mm 长7.0m 的花眼PVC 管，在回填完成后以具有一定压力的水泥浆通过PVC 管打入填土中，从而对填土进行加固并提高回填土对灌注桩负摩阻力的作用点。
此外，需在原河床顶面位置处设置导流台以减少河流对桥墩的冲击力，并在河流下游距桥梁10m 位置处设置消
能坝，以提升坝前水位，降低河流的冲刷作用。
预埋PVC 管布孔和导流台设计见图2，治理后土层分布见图3.
3.2 治理后承载力验算
单桩承载力为：
()kN F 93.63121
8047.014.33557.014.34027.014.3=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=
kN kN kN 46.59522.4962.193.631=⨯>，承载力满足要求，此方案合理。
图2 导流台及桩孔布置示意图
图3 治理后土层分布示意图。
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桥墩河床冲刷方案
一、引言
桥梁是连接两岸的重要交通设施，而桥墩是桥梁的支撑结构，承
受着河流水流的冲刷力。
河床冲刷是指河水流经桥墩底部时，由于水
流速度的加快和水流对底部岩石和土壤的冲刷作用，导致桥墩周围土
壤被冲刷而形成空洞、裂缝或者导致桥墩基础失稳。
因此，研究和制
定有效的桥墩河床冲刷方案对于确保桥梁结构安全稳定具有重要意义。
二、河床冲刷机理
1. 水动力作用
水动力作用是引起河床冲刷的主要因素之一。
当河水经过狭窄通道时，由于通道断面变窄或者形状变化等原因，会导致水流速度加快。
快速
流动的水会对底部岩石和土壤产生巨大压力和剪切力，进而引起冲刷。
2. 水质因素
除了水动力作用外，水质因素也会对河床冲刷产生影响。
含有较高浓
度的悬浮物和溶解物的水流经过桥墩底部时，会对底部岩石和土壤产
生化学侵蚀作用，加剧冲刷现象。
3. 河流演变
河流演变是河床冲刷的长期影响因素。
河流在长时间内的侵蚀作用下，会使河道形态发生变化，进而导致水流在桥墩底部形成涡旋和水流集
中现象，加剧冲刷。
三、桥墩河床冲刷方案研究现状
1. 桥墩保护措施
为了减少桥墩受到河床冲刷的影响，研究者们提出了一系列保护措施。
例如，在桥墩周围设置护岸、挡土墙等结构物来减缓水流速度；采用
阻力型材料来增加水与岸壁之间的摩擦力；设置导流堰等措施来改变
水流方向等。
2. 水力学模型研究
为了更好地理解和模拟桥墩河床冲刷过程，研究者们开展了大量的水力学模型研究。
通过模拟实验，可以观察到水流在桥墩底部的流动情况，进而推测出冲刷的机理和规律。
这些模型研究为制定桥墩河床冲刷方案提供了理论依据。
3. 数值模拟方法
为了更准确地预测和评估桥墩河床冲刷情况，研究者们采用了数值模拟方法。
通过建立数学模型和计算流体力学方法，可以对水流在桥墩周围的流动进行精确计算和分析。
这些数值模拟方法为制定有效的河床冲刷方案提供了重要参考。
四、桥墩河床冲刷方案设计原则
1. 安全性原则
在设计桥墩河床冲刷方案时，首要考虑的是保障桥梁结构的安全性。
因此，在选择保护措施时需要考虑到水动力作用、水质因素以及河流演变等多种因素，并确保所采取措施能够有效地减少或阻止河床冲刷现象。
2. 经济性原则
除了安全性，经济性也是桥墩河床冲刷方案设计的重要原则之一。
设计方案需要综合考虑建设成本、维护成本以及使用寿命等因素，以确保设计方案的经济合理性。
3. 环境友好原则
桥墩河床冲刷方案应该尽量减少对环境的影响。
在选择保护措施时，需要考虑措施对河流生态环境的影响，并选择对环境友好的材料和技术。
五、桥墩河床冲刷方案应用实例
1. 护岸结构
在一些水流较大、水流速度较快的区域，可以采用设置护岸结构来减缓水流速度。
护岸可以采用石块、混凝土等材料构建，并设置合理的坡度和几何形状来引导水流。
2. 挡土墙
挡土墙是一种常见的桥梁保护措施，它可以有效地阻挡冲刷物质对桥梁结构造成的影响。
挡土墙可以采用混凝土或者钢筋混凝土等材料建造，并根据具体情况选择合适的高度和形状。
3. 导流堰
导流堰是一种改变水流方向的措施，通过改变水流方向来减少对桥墩的冲刷作用。
导流堰可以采用混凝土或者钢筋混凝土等材料建造，并根据水流情况和桥墩位置选择合适的位置和高度。
六、结论
桥墩河床冲刷是影响桥梁结构安全稳定的重要因素，研究和制定有效的河床冲刷方案对于确保桥梁结构安全稳定具有重要意义。
通过对河床冲刷机理、保护措施、设计原则以及应用实例等方面进行深入研究，可以制定出更加科学合理、经济环保的桥墩河床冲刷方案，为桥梁工程提供有力支持。