第六章 桥墩和桥台冲刷
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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。
桥墩和桥台冲刷
雷达检测
利用雷达波对桥墩和桥台内部结构进 行探测，通过分析反射信号判断冲刷 程度。
光学检测
利用高清摄像头和图像处理技术对桥 墩和桥台表面进行实时监测，通过分 析图像变化判断冲刷情况。
传感器监测
在桥墩和桥台关键部位安装传感器， 实时监测水流速度、水位变化等参数， 评估冲刷程度。
评估标准与流程
评估标准
冲刷会导致桥墩和桥台基础松动，降 低其承载能力，严重时甚至会导致桥 梁坍塌。
针对桥墩和桥台冲刷的防治，需要综 合考虑多种因素，包括河床地形、水 文条件、施工条件等，采取有效的防 护措施。
研究展望
深入研究桥墩和桥台冲刷的机 理和规律，建立更为精确的数
学模型和数值模拟方法。
加强桥墩和桥台冲刷的监测和 检测技术研究，提高监测精度
和检测效率。
探索新型的桥墩和桥台冲刷防 护技术和材料，提高防护效果 和使用寿命。
加强桥墩和桥台冲刷对桥梁安 全性和稳定性影响的研究，为 桥梁设计和施工提供更为可靠 的依据。
THANKS
感谢观看
特点
冲刷程度受水流速度、流量、河 床地质条件、桥墩和桥台形式等 多种因素影响，是桥梁工程中常 见的水力侵蚀现象。
冲刷的类型和程度
类型
根据冲刷形态，可分为一般冲刷和淘空冲刷。一般冲刷是指水流对桥墩和桥台 基础周围土体的冲刷，淘空冲刷是指水流在桥墩和桥台基础下方形成的空洞。
程度
冲刷程度与水流速度、流量、河床地质条件等因素密切相关，一般而言，流速 越大、流量越大、河床地质越软，冲刷程度越严重。
设置防护措施
在桥台周围设置适当的防护措 施，如混凝土护岸、消能坎等 ，以减小水流对桥台的冲刷作 用。
定期巡检与维护
加强对桥台的定期巡检，及时 发现并处理冲刷问题，确保桥
大工13秋《桥涵水文》辅导资料十六
桥涵水文辅导资料十六
主题：第六章桥墩和桥台冲刷
学习时间：2014年1月13日－1月19日
内容：
一、学习要求
1、掌握桥墩桥台最低冲刷线高程的计算。
二、主要内容及典型例题
[例5-4-1]某公路桥，根据钻探资料，河槽床面一下21m内为沙砾层，平均粒径d=2mm，河滩床面一下12m内为中砂，在以下为沙砾，根据地质资料和地表形态判断，建桥后下颌草可扩宽至全桥孔；汛期洪水含沙量ρ=0.6kg/m3。
桥孔上部结构采用4孔30m预应力钢筋混凝土箱型梁，双柱式桥墩，钢筋混凝土灌柱桩基，桩径1.40m，桥墩直径1.60m。
计算桥台和桥墩的最低冲刷线高程。
2 桥墩局部冲刷深度h b
1）65-2公式
行近水流hp=14.7(m)，v=3.63m/s
起动流速v0=0.46m/s，起冲流速v’0=0.20m/s，v>v0，为动床冲刷。
2）65-2修正公式
行近水流hp=14.7(m), v=3.63m/s
起动流速v0=0.85m/s，起冲流速v’0=0.38m/s
Kζ=1.0，B1=1.60m，n=0.00794
hb的回归值K=0.46
3 桥墩的最低冲刷线高程
5 桥台的最低冲刷线高程
左河滩平均水深ht=2.61m
桥台最低冲刷线高程
6 结果分析
桥墩最低冲刷线高程为46.23m，桥台最低冲刷高程为45.77m，表明设计流量通过是，桥下河滩的沉积层将被冲走，河槽和桥下河滩将冲刷至高程约为46m 处。
另外，左河滩路堤阻水长达104m，为避免桥台和路堤上游侧出线过大冲刷，应设置导流堤。
还可以考虑取5孔30m桥梁，冲刷深度减小，导流堤是否可以不建，作为桥孔布设方案比较。
哈工大桥涵水文第七章2局部冲刷培训讲学
第六章 桥墩和桥台冲刷
当V大于V0’并继续增大时，河床继续冲刷，冲刷坑逐渐加深和扩大，局部冲 刷深度hb与流速V呈直线关系增长。
流速V增大到床沙的启动流速V0(垂线平均流速)时，床面泥沙大量起动，上游 泥沙进入冲刷坑，有些泥沙将滞留在坑内，冲刷坑深度的增长将因来沙的补 偿而减缓；因此，当V大于V0并继续增大时，局部冲刷深度hb与流速V则呈曲 线关系。
桥台的最低冲刷高程为：
H mi nH S h h s
第六章
二、安全埋入深度：
桥梁类别
一般大中桥梁
特殊大桥
基底埋深安全值(m)
总冲刷深度（m）
0
5
10
15
1.5
2.0
2.5
3.0
2.0
2.5
3.0
3.5
桥墩和桥台冲刷
20 3.5 4.0
三、例I
v 1.25
L
hb
K
B 0.6 1
I L e 0.7 v
e 孔隙比
§6-5 桥台局部冲刷
一、桥台绕流的水流结构
第六章 桥墩和桥台冲刷
第六章 桥墩和桥台冲刷
二、桥台的冲刷计算：
第六章 桥墩和桥台冲刷
1、沙性土河床 桥台冲刷深度随桥台路堤阻水长度LD、被阻水流的深度h和水流弗汝德数Fr
C
0.1 5
90
则桥台沙性土河床冲刷深度计算公式为：
hs 1.95Fr0.20 LDh 0.50CCA
或 hs 1.95Fr0.20A0 Z.5C 0 CA
第六章 桥墩和桥台冲刷
2、粘性土河床：
根据：qmax hpvZ
由于：vZ
0.33
1 IL
3 hP5
第六章 桥下河床冲刷计算
WUHEE
一、进口沟床加固
WUHEE
WUHEE
WUHEE
2. 出口沟床加固
l kq
WUHEE
n
h2
s
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
58
53
（2）河滩部分
Qtp hmt 5 3 L h t hp t 1 0.33 I L
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 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 1. 65-1修正公式
V V0 hb K K B 0.6 V V0'
0.90
3
4
h1
Qcp h p 1.04 A Q c
WUHEE
Bc 1 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
Qp h max L j h hp 1.15 1 0.22 I L
一、进口沟床加固
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2. 出口沟床加固
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WUHEE
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WUHEE
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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
58
53
（2）河滩部分
Qtp hmt 5 3 L h t hp t 1 0.33 I L
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 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 1. 65-1修正公式
V V0 hb K K B 0.6 V V0'
0.90
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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
Qp h max L j h hp 1.15 1 0.22 I L
Chapter06-桥梁墩台冲刷计算
1.2 大中桥设计一般规定
2 桥下一般冲刷深度
一般冲刷深度hp：一般冲刷停止时的桥下铅直水深。（河 床在一般冲刷完成后从设计水位算起的 某一垂线水深。） 一般冲刷深度计算现主要按经验公式计算，常用 有64－1公式、64－2公式和包尔达可夫公式。 2.1 无粘性土河床 A） 河槽 当河槽断面流速等于冲止流速时，桥下一般冲 刷随即停止，且一般冲刷深度达到最大。
Qt Qt Qc
QP
htp－桥下河滩一般冲刷深 度； htm－河滩最大水深； h t －河滩平均水深； L tj－河滩桥孔净长； Qtp－桥下河滩部分的计算 流量; H1 －非粘性土壤水深为 1m的容许不冲刷流速 , 查表 6－2；
2.2 粘性土河床
塑性指数
粘性土：平均粒径小于0.05mm的泥沙。
h－桥下断面平均水深；
－桥孔侧收缩系数；
随着一般冲刷的发展，桥下各垂线处的单宽流量有向深槽集中 趋势，且河槽越宽浅，越不稳定，单宽流量的集中趋势越强和偏大， 即实际最大单宽流量将大于上计算值。
q pm qm ax
QcP hm ax L j h
0.15
2.2 粘性土河床 《公路工程水文勘测设计规范》JTG C30－2002 推荐公式
河槽
hcp
Q h cp m ax Lcj h 1 0.33 IL
5 3
5 3
6 7
5 8
5 3
B H
－单宽流量集中系数;
H －平滩水位时的河槽平均水深； B－平滩水位时的河槽宽度；
非粘性土河床冲止流速
z E d hP
1 6
桥涵水文知识点总结
第一章：河川径流1..地面径流：降落到地面上的水，除掉损失的一部分以外，在重力作用下沿着一定方向和路径流动形成的水流。
（地面径流长期侵蚀地面，冲成沟壑，形成溪流最后汇聚而成河流）河谷：河流流经的谷地。
河床：河谷底部有水流的部分。
河川径流：受重力作用沿河床流动的水流。
2.河流的基本特征: 河流断面，河流长度和河流比降。
3.流域：几何特征和自然地理特征。
4.山区河流特点：坡面陡峻，岩石裸露，汇流时间短，而且降雨强度大，以致洪水暴涨暴落,但持续时间短，水位和流量的幅度变化极大。
5.径流形成过程：一，降雨过程；二，流域蓄渗过程：三，坡面漫流过程;四，河槽集流过程。
（及其直接的关系）6.影响径流的因素：一，气候因素（包括降雨和蒸发）；二，下垫面因素。
7.水量补给来源：一，雨源类（秦岭，淮河以南地区）二，雨雪源类（华北，东北和部分西北地区）三，冰雪源类（西北地区新疆、青海等地）第二章水文统计原理1.水文现象特征：周期性、地区性和偶然性。
2.水文现象研究方法：成因分析法（小型）、地区归纳法（中型）、数理统计法（大型）。
3.频率：在一系列不重复的独立重复试验中，某一时间出现的次数与试验总次数的比值。
4.几率：在一定的条件可能出现也可能不出现，若用一个具体的数值表示出现的可能性大小，该数值称为几率。
（及其频率与概率的区别，注意！）5.累积频率（P）：大于和等于某一流量值出现的次数与总次数的比值。
重现期：T（年）=1/P2%的频率表示平均50年出现一次，但不表示100年一定出现两次。
6.维泊尔公式：P=m/n+1; P——统计系列中m项随机变量的经验频率；n——统计系列的容量；m——计算随机变量的序号7.根据我国多年使用经验，认为皮尔逊Ⅲ型曲线，比较符合我国多数地区水温现象的实际情况。
8.σ（均方差）21()n i i X X n σ=-=∑模比系数i K ，i i X K =i Q X Q= 2211(K 1)1()/(1)=n i n i v i i C XX n X X n σ==-==--∑∑ （用样本推算总体） 2211(K 1)1()/=n i n i v i i C X X n X Xn σ==-==-∑∑ （按总体计算） 331(1)/(3)ns i v i C K n C ==--∑ （用样本推算总体）331(1)/n s i v i C K nC ==-∑ （按总体计算）对于年最大流量系列 (1)p v p Q C Q K Q =Φ+=9.皮尔逊曲线族都是密度曲线，密度曲线的函数成为密度函数，皮尔逊Ⅲ曲线为一段有限，一段无限的偏态曲线，正偏态时，左边有限，右端无限的偏斜铃型曲线。
第六章桥梁墩台冲刷
冲止流速
桥下河槽
桥下河滩
三、根据别列柳伯斯基假设建立的公式 E.B.包尔达克夫根据别氏假设认为：桥下流速达到天然河槽 平均流速时，桥下冲刷即停止，而且同一垂线处、冲刷后的 水深与冲刷前的水深成正比，又称为包尔达克夫公式，适应 于稳定性河段的河槽。 1、河槽土质均匀时
---冲刷前的面积
2、河槽土质不均匀时
河床演变是指： 河道在天然情况下或 受人工因素的影响下 所发生的变化。
能化会河来处当
力，改床沙于上
相变变就量输游
适化水产与沙来
应的流生水平沙
，趋条相流衡量
使势件应挟状与
河是，冲沙态水
床 保 持 相 对 平 衡 。
尽 量 使 上 游 来 沙 量 与 水 流 挟 沙
从 而 引 起 水 流 挟 沙 能 力 的 变
---上游天然断面单宽输沙率
---桥下断面单宽输沙率
将上式带入输沙率公式得： 1964年甘城道将上式改写成：
见表6-3-1
---系数
---桥下河槽最大水深
---造床流量时的最大水深和平均水深
---单宽流量集中系数 ---系数，一般取0.216~~0.243 1984~1990进一步简化为
---该式被称为64-2简化公式，用于沙质河床 ---桥下河槽通过的流量
H
第三节 桥下河床断面的一般冲刷
桥下河床冲刷计算，是确定墩台基础埋深的重要依据。
河床变形分为三类： 1. 河道自然变化引起，称为自然冲刷； 2. 桥渡束狭水流，增加单宽流量所引起的全断面冲刷，称 一般冲刷，用h p 表示； 3. 由桥墩阻水使水流结构变化，在桥墩周围发生的冲刷， 称局部冲刷，用h b表示。
裸露的黄河河床—沙纹
沙波运动是水流强度达到一定强度后，推移质运动的集体形式 此时，床面起伏不平的波浪形态，是推移质运动的主要形态。
桥下河槽
桥下河滩
三、根据别列柳伯斯基假设建立的公式 E.B.包尔达克夫根据别氏假设认为：桥下流速达到天然河槽 平均流速时，桥下冲刷即停止，而且同一垂线处、冲刷后的 水深与冲刷前的水深成正比，又称为包尔达克夫公式，适应 于稳定性河段的河槽。 1、河槽土质均匀时
---冲刷前的面积
2、河槽土质不均匀时
河床演变是指： 河道在天然情况下或 受人工因素的影响下 所发生的变化。
能化会河来处当
力，改床沙于上
相变变就量输游
适化水产与沙来
应的流生水平沙
，趋条相流衡量
使势件应挟状与
河是，冲沙态水
床 保 持 相 对 平 衡 。
尽 量 使 上 游 来 沙 量 与 水 流 挟 沙
从 而 引 起 水 流 挟 沙 能 力 的 变
---上游天然断面单宽输沙率
---桥下断面单宽输沙率
将上式带入输沙率公式得： 1964年甘城道将上式改写成：
见表6-3-1
---系数
---桥下河槽最大水深
---造床流量时的最大水深和平均水深
---单宽流量集中系数 ---系数，一般取0.216~~0.243 1984~1990进一步简化为
---该式被称为64-2简化公式，用于沙质河床 ---桥下河槽通过的流量
H
第三节 桥下河床断面的一般冲刷
桥下河床冲刷计算，是确定墩台基础埋深的重要依据。
河床变形分为三类： 1. 河道自然变化引起，称为自然冲刷； 2. 桥渡束狭水流，增加单宽流量所引起的全断面冲刷，称 一般冲刷，用h p 表示； 3. 由桥墩阻水使水流结构变化，在桥墩周围发生的冲刷， 称局部冲刷，用h b表示。
裸露的黄河河床—沙纹
沙波运动是水流强度达到一定强度后，推移质运动的集体形式 此时，床面起伏不平的波浪形态，是推移质运动的主要形态。
6 桥梁墩台冲刷计算讲解
● 2. 65-1修正式
当V≤V0，
hb K K1B10.6 V V0
n 0.6 1 1
V V0 当V >V0， hb K K B V0 V0 V0 V0
K1——河床颗粒的影响系数
，
1 1 K1 0.8 0.45 0.15 d d
0.25 d
0.19
d ——河床泥沙平均粒径(mm)；
● 3. 一般冲刷后墩前行近流速V的计算
三、粘性土河床桥墩局部冲刷深度计算
当
hP 2.5 时， B1
0.6 1.25 hb 0.83K B1 IL V
当
hP 2 .5 B1
Hale Waihona Puke 时，0.6 0.1 1.0 hb 0.55K B1 hP I L V
G1 G2
令
h 2 hp
4
Q1 Ad Q2 1 B1 2 (1 ) B h B h 1 2 p 1
1 4
(1 ) B2
3 4
4
2 Q2 B1 hp Ad h1 1 Q1 1 B2
5 8
式中：q ——天然状态下河床单宽流量，m3/(s·m) IL—— 粘性土液性指数，适用范围为0.16～1.19 λ —— 桥台路堤阻水比 LD B LD —— 路堤阻水长度；
B —— 天然水面宽度。
6.6 桥梁墩台基底最小埋深
●桥墩的最低冲刷线高程
Hmin H s hp hb
4 2 v2 (1 ) B2
Q1 v1 B1 h1
4
Ad Q2 v2 (1 ) B2 h2
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。
桥涵水文桥墩和桥台冲刷(下)
桥台冲刷是桥梁设计、施工和运营中 需要重点关注的问题，因为它直接关 系到桥梁的安全性和稳定性。
桥台冲刷的类型
桥台冲刷可以分为一般冲刷和局 部冲刷两种类型。
一般冲刷是指水流对桥台基础及 其周围土体的整体冲刷作用，通
常发生在河流的河床部位。
局部冲刷是指水流对桥台基础及 其周围土体的局部冲刷作用，通 常发生在河流的岸边或河床的变
桥涵水文的研究对于保障桥梁和涵洞的安全运行， 以及河流的生态环境保护具有重要意义。
桥涵水文的研究意义
桥涵水文的研究有助于深入了解桥梁和涵洞的冲刷与淤积机理，为工程设 计和维护提供科学依据。
通过桥涵水文的研究，可以预测和评估桥梁和涵洞的安全风险，及时采取 措施进行加固和维护。
桥涵水文的研究还有助于保护河流的生态环境，促进水资源的可持续利用。
桥墩和桥台的形式和尺寸也会 影响水流对桥台基础及其周围 土体的冲刷作用，合理的桥墩 和桥台设计可以有效减轻桥台 冲刷的影响。
04 桥墩和桥台的防护措施
CHAPTER
防护措施的种类
直接防护
在桥墩和桥台周围设置防护结构， 如混凝土护岸、石笼、挡板等， 以抵抗水流的冲刷。
间接防护
通过改变水流方向或减缓流速，减 少水流对桥墩和桥台的冲刷力。例 如设置导流堤、改变河道形状等。
河床材料
河床材料的性质和组成会影响 其抗冲刷能力，不同材料的河 床对冲刷作用的抵抗能力不同 。
桥墩形状
桥墩的形状和尺寸会影响水流 在桥墩周围的表现形式，从而 影响对河床和桥墩基础的冲刷
作用。
03 桥台冲刷
CHAPTER
桥台冲刷的概念
桥台冲刷是指水流对桥台基础及其周 围土体的冲刷作用，导致土体流失、 桥台基础裸露或下沉的现象。
桥台冲刷的类型
桥台冲刷可以分为一般冲刷和局 部冲刷两种类型。
一般冲刷是指水流对桥台基础及 其周围土体的整体冲刷作用，通
常发生在河流的河床部位。
局部冲刷是指水流对桥台基础及 其周围土体的局部冲刷作用，通 常发生在河流的岸边或河床的变
桥涵水文的研究对于保障桥梁和涵洞的安全运行， 以及河流的生态环境保护具有重要意义。
桥涵水文的研究意义
桥涵水文的研究有助于深入了解桥梁和涵洞的冲刷与淤积机理，为工程设 计和维护提供科学依据。
通过桥涵水文的研究，可以预测和评估桥梁和涵洞的安全风险，及时采取 措施进行加固和维护。
桥涵水文的研究还有助于保护河流的生态环境，促进水资源的可持续利用。
桥墩和桥台的形式和尺寸也会 影响水流对桥台基础及其周围 土体的冲刷作用，合理的桥墩 和桥台设计可以有效减轻桥台 冲刷的影响。
04 桥墩和桥台的防护措施
CHAPTER
防护措施的种类
直接防护
在桥墩和桥台周围设置防护结构， 如混凝土护岸、石笼、挡板等， 以抵抗水流的冲刷。
间接防护
通过改变水流方向或减缓流速，减 少水流对桥墩和桥台的冲刷力。例 如设置导流堤、改变河道形状等。
河床材料
河床材料的性质和组成会影响 其抗冲刷能力，不同材料的河 床对冲刷作用的抵抗能力不同 。
桥墩形状
桥墩的形状和尺寸会影响水流 在桥墩周围的表现形式，从而 影响对河床和桥墩基础的冲刷
作用。
03 桥台冲刷
CHAPTER
桥台冲刷的概念
桥台冲刷是指水流对桥台基础及其周 围土体的冲刷作用，导致土体流失、 桥台基础裸露或下沉的现象。
第6章 桥梁墩台冲刷计算
hc 不变。
④ hmax 值的确定： hc
通常按桥位上游附近枯水位或中低水位实测过水断面图求 得；也可利用设计水位时的实测桥位断面图求得。
hc
c
Lc
hmax Z S Zm
⑤ 当桥下河床由多层成分不同的土质组成，分层土 河床的冲刷可采用逐层渐进试算方法进行。
（1）d 1 d 2，先按 d 1 计算，若计算hP位于 d 1 层，即 为所求；若计算hP位于 d 2 层，改用 d 2计算，若结果位 于 d 2层，即为所求，若位于 d 1 层，取两层交界面为冲 刷线标高。
表示方法：
垂线
通常用一般冲刷停止
ZS
时桥下的垂线水深表示 该垂线处的一般冲刷深
hP Vs
度，以hP 表示。桥下一 般冲刷停止时的垂线平
均流速，称为冲止流速，以Vs表示，m/s。
非粘性土河床一般冲刷计算
1、64-1修正式（按冲止流速建立的公式）
建立的概念：
任一垂线，在一般冲刷的 过程中，当断面扩大使垂线的 平均流速降到该垂线的冲止流 速时，冲刷就停止了，一般冲 刷深度
桥梁墩台冲刷计算中 如何简化复杂的冲刷
过程？
第一节 桥下一般冲刷计算
建桥以后，桥孔压缩水流，桥下流速增 大，水流挟沙能力随之增大，引起整个桥下 断面河床的冲刷，称为一般冲刷。
随着一般冲刷的
ZS
发展，河床不断刷深，
桥下断面逐渐扩大，
过水断面面积不断增
大。
随着桥下断面的扩大，流速相应降低，水流挟沙能力也随 之降低。当流速降低到不能继续冲刷河床时，冲刷即趋于停止 了。此时，桥下过水断面最大，一般冲刷的深度也达到最大。
求刚建桥，冲刷前的最大单宽流量 qmax。先求平均 单宽流量：
④ hmax 值的确定： hc
通常按桥位上游附近枯水位或中低水位实测过水断面图求 得；也可利用设计水位时的实测桥位断面图求得。
hc
c
Lc
hmax Z S Zm
⑤ 当桥下河床由多层成分不同的土质组成，分层土 河床的冲刷可采用逐层渐进试算方法进行。
（1）d 1 d 2，先按 d 1 计算，若计算hP位于 d 1 层，即 为所求；若计算hP位于 d 2 层，改用 d 2计算，若结果位 于 d 2层，即为所求，若位于 d 1 层，取两层交界面为冲 刷线标高。
表示方法：
垂线
通常用一般冲刷停止
ZS
时桥下的垂线水深表示 该垂线处的一般冲刷深
hP Vs
度，以hP 表示。桥下一 般冲刷停止时的垂线平
均流速，称为冲止流速，以Vs表示，m/s。
非粘性土河床一般冲刷计算
1、64-1修正式（按冲止流速建立的公式）
建立的概念：
任一垂线，在一般冲刷的 过程中，当断面扩大使垂线的 平均流速降到该垂线的冲止流 速时，冲刷就停止了，一般冲 刷深度
桥梁墩台冲刷计算中 如何简化复杂的冲刷
过程？
第一节 桥下一般冲刷计算
建桥以后，桥孔压缩水流，桥下流速增 大，水流挟沙能力随之增大，引起整个桥下 断面河床的冲刷，称为一般冲刷。
随着一般冲刷的
ZS
发展，河床不断刷深，
桥下断面逐渐扩大，
过水断面面积不断增
大。
随着桥下断面的扩大，流速相应降低，水流挟沙能力也随 之降低。当流速降低到不能继续冲刷河床时，冲刷即趋于停止 了。此时，桥下过水断面最大，一般冲刷的深度也达到最大。
求刚建桥，冲刷前的最大单宽流量 qmax。先求平均 单宽流量：
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
桥涵水文第六章上
第二节 河床演变和河相关系
一副流
• 1 平轴副流(又称滚流)
• 在水工建筑物(闸、坝等)下游和涵洞出口河槽中， 急流与天然状态的缓流衔接处，出现的水跃就是水面 的平轴副流(面滚)，出口河槽铺砌末端的垂裙下游， 常出现底滚而造成局部冲刷，勇也于属开始于，平才能轴找副到成流。
功的路
第二节 河床演变和河相关系
• 一 泥沙主要特性 • 1 几何特性 • 2)粒径级配曲线(粒配曲线)
比较a、b曲线能看出什么？
第一节 泥沙运动
一 泥沙主要特性
• 1 几何特性
• 2)粒径级配曲线(粒配曲线)
粒径级配曲线能清楚地表明沙样粒径的大小和 均匀程度，图中，沙样a的粒径较粗而大小级配均 匀，沙样b的粒径较细而且大小级配不均匀。
第二节 河床演变和河相关系
一副流
• 3.顺轴副流(又称螺旋流)
• 凹岸对凸岸水位高差：
第二节 河床演变和河相关系
二、河床演变的基本知识
• 引起河床演变的最根本的原因是输沙的不平衡。
• 任一河段成河流的局部地段，如果上游的来沙量 刚好与水流挟沙能力相适应，形成输沙平衡，则 河床不冲不淤，处于稳定状态，如果，上游来沙 量小于或大于水流挟沙能力，则形成输沙不平衡 ，河床将发生冲刷或淤积。
• 顺轴副流是顺主流方向呈螺旋形向前运动，又称为螺旋流。 通过河湾的水流，螺旋流十分明显，面流冲向凹岸，底流流向 凸岸，导致凹岸冲刷，凸岸淤积，河湾不断地发展，并且水面 形成横比降，使凹岸水面升高。
勇于开始，才能找到成 功的路
第二节 河床演变和河相关系
一副流
• 3.顺轴副流(又称螺旋流) • 凹岸最大冲刷水深： • （高冬光）
• 不同的研究者，根据上述条件和实验资料，导出了 一些沉速计算公式，并给出了设计手册表。
第6章 桥下河床冲刷计算1
qm q ( hmax 5/3 ) h
3 m /sm qm,q——桥下冲刷前 最大单宽流量 与 平均单宽流量；
hmax , h ——桥下冲刷前 最大水深 与 断面平均水深；
Qp——设计流量； Lj——桥孔净长度； μ ——侧收缩系数：μ ＝1—0．375Vs/lj Vs为通过设计流量Qp时，河槽的天然流速，
QCP 0.9 BC h p 1.04( A ) ( ) 0.66 hmax QC (1 )B2
(6-11)
QCP 0.9 BC h p 1.04( A ) ( ) 0.66 hmax QC (1 )B2
B 0.15 A( ) H
K=1.04，或按经验公式计算； λ ——设计水位下，河槽部分的桥墩阻水面积与桥下过水毛面积的 比值。
hp qs / Vs
将式qs，Vs代入求hp的公式 ，得64—1修正式：
hp [
AQCP
LC j E d
1/ 6
(
hcm hc
) 5 / 3 ]3 / 5
(6-6)
Lcj——桥下 河槽部分 桥孔过水净宽，当桥下河槽扩至全
桥时，为全桥桥孔过水净宽；
h cm,
hc——冲刷前桥下 河槽的最大水深和平均水深；
Q1 B1 h1
Q2
)
4
(1 ) B2 h2
]4
α ：与多种因数有关的综合系数
令
Qb1 Qb 2
h2 hp
整理得：
2 1/4 Q2 B1 h p ( ) ( )[ ]3/4 h1 1 Q1 (1 ) B2
公式中各物理量的指数和系数需根据实测资料确定。 考虑推移质单宽输沙率沿河槽宽度的不均匀分布及河床的特征 ，引入了综合素数 K 和 单宽流量集中系数 A，得河槽部分一般冲刷 计算的64—2简化公式：
3 m /sm qm,q——桥下冲刷前 最大单宽流量 与 平均单宽流量；
hmax , h ——桥下冲刷前 最大水深 与 断面平均水深；
Qp——设计流量； Lj——桥孔净长度； μ ——侧收缩系数：μ ＝1—0．375Vs/lj Vs为通过设计流量Qp时，河槽的天然流速，
QCP 0.9 BC h p 1.04( A ) ( ) 0.66 hmax QC (1 )B2
(6-11)
QCP 0.9 BC h p 1.04( A ) ( ) 0.66 hmax QC (1 )B2
B 0.15 A( ) H
K=1.04，或按经验公式计算； λ ——设计水位下，河槽部分的桥墩阻水面积与桥下过水毛面积的 比值。
hp qs / Vs
将式qs，Vs代入求hp的公式 ，得64—1修正式：
hp [
AQCP
LC j E d
1/ 6
(
hcm hc
) 5 / 3 ]3 / 5
(6-6)
Lcj——桥下 河槽部分 桥孔过水净宽，当桥下河槽扩至全
桥时，为全桥桥孔过水净宽；
h cm,
hc——冲刷前桥下 河槽的最大水深和平均水深；
Q1 B1 h1
Q2
)
4
(1 ) B2 h2
]4
α ：与多种因数有关的综合系数
令
Qb1 Qb 2
h2 hp
整理得：
2 1/4 Q2 B1 h p ( ) ( )[ ]3/4 h1 1 Q1 (1 ) B2
公式中各物理量的指数和系数需根据实测资料确定。 考虑推移质单宽输沙率沿河槽宽度的不均匀分布及河床的特征 ，引入了综合素数 K 和 单宽流量集中系数 A，得河槽部分一般冲刷 计算的64—2简化公式：
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界水流条件称为泥沙的起动条件。
❖ 泥沙颗粒的起动，是床面泥沙颗粒收到的驱动力和抗拒力以及这些力产生 的力矩时区平衡的结果。泥沙颗粒周围的水流和受力状态如图6-2所示。
a) 垂线流速分布
b）床面泥沙颗粒受力状态
图 6-2 泥沙颗粒周围的水流结构和受力状态
第一节 泥沙运动
图6-1 粒径级配曲线
第一节 泥沙运动
3）平均粒径和中值粒径：平均粒径和中值粒径都可以作为沙样的 代表粒径。
❖ 平均粒径：沙样中各级粒径(重量)的加权平均值。沙样平均粒径的
计算公式为：
n
di pi
（6-1-1）
d
i 1 n
pi
i 1
di—各级粒径，若用筛分法格局筛径将沙样分为几组，di为上下 两
泥沙的水力特性，由泥沙颗粒在静止的清水中均匀下沉的速度来 表示，称为沉速，符号为ω(cm/s)。沉速是反映泥沙运动和河床冲淤 可能性的重要参数。
第一节 泥沙运动
1、几何特征
1）粒径：泥沙颗粒形状极不规则，通常采用与泥沙颗粒同体积的 球体直径，即等容直径d来表示泥沙颗粒的大小，以m或mm计。 粒径大于0.05mm的泥沙，一般采用筛选法量测，以标准筛的孔径来确 定粒径的大小；粒径小于0.05mm的泥沙，则采用水沂法，根据泥沙在 静水中的沉降速度与粒径的关系来确定粒径的大小。对于大颗粒的原 石，可以直接量测。
第六章 桥墩和桥台冲刷
第一节 泥沙运动
第二节 河床演变和河相关系 第三节 桥下河床断面的一般冲刷 第四节 桥墩局部冲刷 第五节 桥台冲刷 第六节 最低冲刷线高程
目录
第一节 泥沙运动
❖ 天然河床是由大小不同、形状各异的泥沙所组成。根据泥沙在河槽内运 动的状态，可分为悬移质和推移质两类。
❖ 悬移质：在河流中，泥沙处于运动状态，颗粒较细的泥沙被水流中的紊 流游涡带起，悬浮于水中向下游运动，前进的速度与水流的流速基本相 同，这种泥沙称为悬移质
几何 特性一般用泥沙颗粒的粒径(d)、粒径级配曲线(粒配曲线)、平
均粒d径( )或中值粒径(d50)来表示。
❖ 重力特征 泥沙的重力特性用泥沙颗粒实体的单位体积的重力来表示，称为
容重γs(或重度)，单伦为N/m3。另外，干容重γ’也表示沙洋的重力 特性，用单位体积的原状土样中颗粒的重力来表示，γ’越大，泥沙 越密实。泥沙的重度随岩石成分而不同，但实测资料表明其变化不大 ，一般可采用26k N/m3。 ❖ 水力特征
2）粒径级配曲线：河流泥沙是由大小不同的颗粒组成的群体，各种 颗粒的粒径在群体中所占的比例用级配曲线来表示，如图6-1所示。 粒径级配曲线通常画在半对数坐标纸上，横坐标表示粒径大小，纵坐 标表示小于某粒径的颗粒，在整个沙样中所占的重量百分数。
粒径级配曲线能清楚地表明沙样颗粒的大小和均匀程度，在图6-1中， 沙样a的粒径较粗而大小级配均匀，沙样b的粒径较细而且大小级配不 均匀。
❖ 推移质：在河流的运动过程中，颗粒稍大的泥沙，在河床表面上滚动、 滑动或跳跃着向下游移动，前进的速度远远小于水流的流速，这种泥抄 称为推移质。推移质群体的运动形态，呈现为床面上的沙波运动。
❖ 床沙：比推移质颗粒更大的泥沙，下沉到河床上静止不动，称为床沙。 ❖ 悬移质、推移质和床沙之间颗粒大小的分界是相对的，随水流的流速大
❖ 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。
第一节 泥沙运动
一、泥沙的主要特征
❖ 几何特征 河床泥沙是由大小不同、形状各异的泥沙颗粒组成的集合。泥沙的
❖ 河床中水流作用于床面泥沙（沙，石、泥、 土等），泥沙颗粒伴随着水流不停地运动。 床面上的泥沙被水流冲起带走，使床面下切 ，形成河床的冲刷；水流所挟带的泥沙沉积 下来，使床面淤高，形成河床的淤积。在水 流和泥沙的相互作用下，不停地冲淤变化， 构成了河床的自然演变。
第六章 桥墩和桥台冲刷
❖ 建桥后，除河床的自然演变以外，还有桥梁孔径压缩水流和墩台阻挡 水流引起的冲刷，各种冲刷交织在一起同时进行，冲刷过程非常复杂 。墩台周围河床的最大冲刷深度，是各种冲刷综合作用的结果，直接 威胁着墩台基础的安全。为了便于研究和计算，把这一复杂综合的冲 刷过程，分为独立的三部分，即自然（演变）冲刷、一般冲刷和局部 冲刷，并假定它们独立地相继进行，可以分别计算，然后叠加，作为 墩台的最大冲刷深度和确定墩台基础的埋置深度的依据。
小而变化，并且三者之间还存在着相互交换的现象。
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。
级筛孔的均值；
pi—各级泥沙的质量(或重量)。
❖ 中值粒径d50，是沙样中大于和小于这种粒径的泥沙质量(或重量)各 占一半的那种粒径，可从沙样的粒配曲线上查得。
第一节 泥沙运动
二、泥沙的起动
❖ 泥沙的起动—河床上的泥沙在水流作用下，由静止状态转变为运动状态 ❖ 泥沙的起动条件—泥沙起动是泥沙运动和河床变形的临界状态，此时的临
Bridge and Culvert Hydrology
第六章 桥墩和桥台 冲刷
第六章 桥墩和桥台冲刷
❖ 为了保证桥梁的安全和顺利宣泄设计洪水，不 但要有足够的桥孔长度和桥梁高度，而且墩台 基础还要有足够的埋置深度，以免遭受洪水冲 刷而破坏。因此，设计桥梁时，必须合理地预 计桥梁使用期限内河床的演变和墩台的冲刷， 为确定墩台基础的埋置深度提供依据。
❖ 泥沙颗粒的起动，是床面泥沙颗粒收到的驱动力和抗拒力以及这些力产生 的力矩时区平衡的结果。泥沙颗粒周围的水流和受力状态如图6-2所示。
a) 垂线流速分布
b）床面泥沙颗粒受力状态
图 6-2 泥沙颗粒周围的水流结构和受力状态
第一节 泥沙运动
图6-1 粒径级配曲线
第一节 泥沙运动
3）平均粒径和中值粒径：平均粒径和中值粒径都可以作为沙样的 代表粒径。
❖ 平均粒径：沙样中各级粒径(重量)的加权平均值。沙样平均粒径的
计算公式为：
n
di pi
（6-1-1）
d
i 1 n
pi
i 1
di—各级粒径，若用筛分法格局筛径将沙样分为几组，di为上下 两
泥沙的水力特性，由泥沙颗粒在静止的清水中均匀下沉的速度来 表示，称为沉速，符号为ω(cm/s)。沉速是反映泥沙运动和河床冲淤 可能性的重要参数。
第一节 泥沙运动
1、几何特征
1）粒径：泥沙颗粒形状极不规则，通常采用与泥沙颗粒同体积的 球体直径，即等容直径d来表示泥沙颗粒的大小，以m或mm计。 粒径大于0.05mm的泥沙，一般采用筛选法量测，以标准筛的孔径来确 定粒径的大小；粒径小于0.05mm的泥沙，则采用水沂法，根据泥沙在 静水中的沉降速度与粒径的关系来确定粒径的大小。对于大颗粒的原 石，可以直接量测。
第六章 桥墩和桥台冲刷
第一节 泥沙运动
第二节 河床演变和河相关系 第三节 桥下河床断面的一般冲刷 第四节 桥墩局部冲刷 第五节 桥台冲刷 第六节 最低冲刷线高程
目录
第一节 泥沙运动
❖ 天然河床是由大小不同、形状各异的泥沙所组成。根据泥沙在河槽内运 动的状态，可分为悬移质和推移质两类。
❖ 悬移质：在河流中，泥沙处于运动状态，颗粒较细的泥沙被水流中的紊 流游涡带起，悬浮于水中向下游运动，前进的速度与水流的流速基本相 同，这种泥沙称为悬移质
几何 特性一般用泥沙颗粒的粒径(d)、粒径级配曲线(粒配曲线)、平
均粒d径( )或中值粒径(d50)来表示。
❖ 重力特征 泥沙的重力特性用泥沙颗粒实体的单位体积的重力来表示，称为
容重γs(或重度)，单伦为N/m3。另外，干容重γ’也表示沙洋的重力 特性，用单位体积的原状土样中颗粒的重力来表示，γ’越大，泥沙 越密实。泥沙的重度随岩石成分而不同，但实测资料表明其变化不大 ，一般可采用26k N/m3。 ❖ 水力特征
2）粒径级配曲线：河流泥沙是由大小不同的颗粒组成的群体，各种 颗粒的粒径在群体中所占的比例用级配曲线来表示，如图6-1所示。 粒径级配曲线通常画在半对数坐标纸上，横坐标表示粒径大小，纵坐 标表示小于某粒径的颗粒，在整个沙样中所占的重量百分数。
粒径级配曲线能清楚地表明沙样颗粒的大小和均匀程度，在图6-1中， 沙样a的粒径较粗而大小级配均匀，沙样b的粒径较细而且大小级配不 均匀。
❖ 推移质：在河流的运动过程中，颗粒稍大的泥沙，在河床表面上滚动、 滑动或跳跃着向下游移动，前进的速度远远小于水流的流速，这种泥抄 称为推移质。推移质群体的运动形态，呈现为床面上的沙波运动。
❖ 床沙：比推移质颗粒更大的泥沙，下沉到河床上静止不动，称为床沙。 ❖ 悬移质、推移质和床沙之间颗粒大小的分界是相对的，随水流的流速大
❖ 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。
第一节 泥沙运动
一、泥沙的主要特征
❖ 几何特征 河床泥沙是由大小不同、形状各异的泥沙颗粒组成的集合。泥沙的
❖ 河床中水流作用于床面泥沙（沙，石、泥、 土等），泥沙颗粒伴随着水流不停地运动。 床面上的泥沙被水流冲起带走，使床面下切 ，形成河床的冲刷；水流所挟带的泥沙沉积 下来，使床面淤高，形成河床的淤积。在水 流和泥沙的相互作用下，不停地冲淤变化， 构成了河床的自然演变。
第六章 桥墩和桥台冲刷
❖ 建桥后，除河床的自然演变以外，还有桥梁孔径压缩水流和墩台阻挡 水流引起的冲刷，各种冲刷交织在一起同时进行，冲刷过程非常复杂 。墩台周围河床的最大冲刷深度，是各种冲刷综合作用的结果，直接 威胁着墩台基础的安全。为了便于研究和计算，把这一复杂综合的冲 刷过程，分为独立的三部分，即自然（演变）冲刷、一般冲刷和局部 冲刷，并假定它们独立地相继进行，可以分别计算，然后叠加，作为 墩台的最大冲刷深度和确定墩台基础的埋置深度的依据。
小而变化，并且三者之间还存在着相互交换的现象。
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。
级筛孔的均值；
pi—各级泥沙的质量(或重量)。
❖ 中值粒径d50，是沙样中大于和小于这种粒径的泥沙质量(或重量)各 占一半的那种粒径，可从沙样的粒配曲线上查得。
第一节 泥沙运动
二、泥沙的起动
❖ 泥沙的起动—河床上的泥沙在水流作用下，由静止状态转变为运动状态 ❖ 泥沙的起动条件—泥沙起动是泥沙运动和河床变形的临界状态，此时的临
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第六章 桥墩和桥台 冲刷
第六章 桥墩和桥台冲刷
❖ 为了保证桥梁的安全和顺利宣泄设计洪水，不 但要有足够的桥孔长度和桥梁高度，而且墩台 基础还要有足够的埋置深度，以免遭受洪水冲 刷而破坏。因此，设计桥梁时，必须合理地预 计桥梁使用期限内河床的演变和墩台的冲刷， 为确定墩台基础的埋置深度提供依据。