桥梁冲刷计算
桥梁墩台冲刷计算
(
v
v0 v0
)n2
K 2
0.0023 d 2.2
0.375d
0.24
v0 0.28(d 0.7)0.5
v0 0.12(d 0.5)0.55
(13-30) (13-31)
第三节 墩台局部冲刷深度
3.包尔达可夫公式：
hb
vp vmax
n
1
h
p
式中：
vp 桥下设计流速（m / s），一般取vp vz ; vmax 岩土容许不冲刷流速（m / s）见附录1； n 墩台形状指数，见表13 3。
第一节 墩台冲刷类型
计算断面选择：
平原顺直型河段：桥位上游附近最大水深断面
最大水 深断面
:.· :.·
:.·:.·
:.·:.· ::..·· :.·:.·
hmax
h
第一节 墩台冲刷类型
平原弯曲型河段：桥位上游附近河湾半径最小的河 湾顶点断面
hmax h
第一节 墩台冲刷类型
游荡型和变迁型河段：在桥位断面上、下游桥位河 段内取若干河床断面重叠后的外包线。
Qp ht
②hmax/h均值的确定：
设断面图中深槽底部高程为HZ，设计水位为Hp，桥下河 槽部分的毛过水面积为Ac。河槽部分相应的桥长为Lc，
则有
同理，对于河滩有：
hc
Ac Lc
hmax H p H z
ht
At Lt
第二节 桥下断面一般冲刷深度
二、64-2简化式（按输沙平衡建立的公式）
建立的概念：
河槽桥孔：Qcp
Qc Qc Qt
Qp
河滩桥孔：Qtp
Qt Qc Qt
Qp
按谢才公式（4-38），有：
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。
第十三章 桥梁墩台冲刷计算 ppt课件
PPT课件
2
水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
13-1 河流的泥沙运动与河床演变
粒径——与泥沙颗粒同体积的球体直径，即等容直径。
测量方法：筛分法、水析法、直接量测长短轴
粒径级配曲线：表明沙样颗粒的大小和均匀程度。
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（图 9-16）
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水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
13-1 河流的泥沙运动与河床演变
桥孔净长Lj——桥长扣除全部桥墩宽度后的长度。
河床的粗化
在冲刷河段内，床沙中的细颗粒泥沙被水流冲走， 粗颗粒泥沙慢慢沉下来，河床表面层的泥沙粒径逐 渐增大，形成自然铺砌的现象。
PPT课件
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水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
13-1 河流的泥沙运动与河床演变
河床演变
河床演变——在天然状况下或人类活动的干扰后，河 床形态逐渐的变化。
13-2 墩台冲刷类型
桥下断面一般冲刷
定义：桥下河床全断面发生的冲刷现象。
一般冲刷原理
建桥后，由于断 面压缩使过水断面 变小，流速加快， 水流夹沙能力增强， 从而产生的冲刷。
PPT课件
（图 13-1）
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水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
13-2 墩台冲刷类型
墩台局部冲刷
定义：水流受墩台阻挡，在墩台附近局部范围 内发生的冲刷现象。
推移质集中在流速最大的主流区内，而且一年中推
移质的很大部分是在几次大洪水过程中通过的。
PPT课件
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水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
13-1 河流的泥沙运动与河床演变
含沙量——单位体积内水流中所含悬移质的重 量。
挟沙力——在一定的水力条件和边界条件下， 单位体积的水流能够挟带泥沙的最大重量。
桥涵水文-第七章-桥墩桥台冲刷计算
2021/6/17
长安大学
桥涵水文
12
7.1 泥沙运动
六、河床粗化
在冲刷河段内，床沙中的细颗粒泥沙被水流冲走，上游来沙中的粗颗粒 泥沙慢慢沉下来，这样，河床表面层的泥沙粒径逐渐增大，形成自然铺砌的 现象，称为河床床面的粗化。水库下游、桥梁上下游等冲刷河段的床面都有 床面粗化现象。
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起动流速就是床面泥沙颗粒在各种外力作用下，失去平衡，泥沙开始运 动时的水流垂线平均流速（m/s）。
张瑞瑾 v0d h0.142d90.00001d 00 0 .70h26 0.50(57-12)
沙玉清
v00.4d30.75 1.10.7d 40.5h0.2
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(7-13)
桥涵水文
顺轴副流
通过弯道的水流在重力和离心力的共同作用下，面流流向凹岸，底流流 向凸岸，形成向前流动的螺旋流。河湾螺旋流的旋转轴方向与主流流向一致 ，称为顺轴副流。
螺旋流在横断面上的投影，称为断面横向环流，使凹岸冲刷，凸岸淤积 ；凹岸冲刷在弯道出口断面附近冲刷最深。
hsm ax1.48(R Bc)0.24(B h)0.17(d h)0.05h•Cm
河道输沙不平衡包括纵向输沙不平衡和横向输沙不平衡，分别影响 河道纵断面和横断面的演变形态。
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桥涵水文
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7.2 河床演变和河相关系
二、河床演变
纵向变形 横向变形
河流纵向输沙不平衡引起河床沿水流方向高程的 变化，亦即河流纵断面的变化称为纵向变形；
河流横向输沙不平衡导致河湾发展，河槽拓宽、 分汊、改道、裁弯等河床平面形状的变化，称为
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桥涵水文
浅析桥梁一般冲刷计算
浅析桥梁一般冲刷计算
跨河桥梁由于约束了河流的自然形态，占据了部分河道的行洪面积，引起桥墩附近水流和泥沙情势改变，从而会使该处河床产生冲刷变形。
影响冲刷的因素十分复杂，很难准确计算。
在一般情况下，影响冲刷的主要因素有流速、水深、泥沙粒径、泥沙颗粒级配以及桥墩形状、桥墩与水流方向夹角等。
在桥梁水文计算中，桥下冲刷一般分为三部分。
即河流造床期自然演变而引起的冲刷—自然冲刷；因桥孔压缩河床断面而引起冲刷—一般冲刷；在桥墩周围局部产生的冲刷—局部冲刷。
本文根据黑龙江省境内由笔者设计的五座大桥河床一般冲刷计算结果，简要论述一下两种常用桥梁一般冲刷公式“64-1公式”和“包尔达可夫公式”的适用范围和特点。
建筑桥梁墩台冲刷计算
建筑桥梁墩台冲刷计算建筑桥梁墩台冲刷计算是一个重要的工程设计计算，它主要用于评估墩台在河流、河道或其他水体流动条件下受到的冲刷影响，并确定相应的护坡或护岸措施，以保证墩台的安全和稳定。
下面将详细介绍建筑桥梁墩台冲刷计算的相关内容。
一、冲刷机理墩台冲刷是指水流通过桥梁墩台时，由于流速过高或水流的冲击力过大，导致墩台周围土壤被冲刷，形成或加剧土壤的流失现象。
墩台冲刷主要有两种形式：基底冲刷和侧面冲刷。
基底冲刷是指水流通过墩台底部的土壤层时，由于流速过快或水流冲击力过大，使土壤颗粒被冲刷带走，导致墩台基础下陷甚至失稳。
侧面冲刷是指水流通过墩台周围土体时，由于流速过快或水流冲击力过大，使土体颗粒被冲刷带走，导致墩台侧面土体破坏、沉降或变形。
二、冲刷计算方法墩台冲刷计算一般采用两种方法：经验公式法和数值模拟法。
1.经验公式法：经验公式法是根据过去实际工程经验总结得出的一些计算公式，可以根据不同的河流水流条件和墩台参数进行冲刷计算。
常用的经验公式有降水法、分步法等。
降水法适用于流速较快、河道比较宽阔、水流较长时间作用于墩台的情况。
计算公式如下：Q=λσg^0.5其中，Q为墩台下方底面单位宽度上的冲刷率（m/s），λ为经验系数，σ为水流浸没高程（m），g为重力加速度（m/s^2）。
分步法适用于流速较慢、河道较窄、水流较短时间作用于墩台的情况。
计算步骤如下：（1）根据水流速度、墩台形状和水流方向确定冲刷机理；（2）根据砂粒的尺寸、密度和流动的渠道形状等参数，计算水流中的最大连续输沙率；（3）根据墩台底面的积水深度和水流方向计算出墩台底面单位宽度上的冲刷率。
2.数值模拟法：数值模拟法是采用计算机模拟的方法，通过建立墩台冲刷的数学模型，利用数值计算方法对水流动力学进行模拟，得出墩台冲刷的影响范围和程度。
数值模拟法可以更准确地预测水流对墩台的冲刷影响，但需要进行大量的现场数据采集和复杂的计算过程。
三、冲刷防治措施墩台冲刷防治措施的选择主要依据冲刷的机理、冲刷程度和周围环境条件等因素。
郑庄沁河大桥桥梁冲刷计算
二 略低 。
参考文献
３ ４． ３
方案二整体加高了梁板 自身高度 ， 通过灌注 自流平 Ｓｋ 灌 浆 ［ ］ 姚玲森． 梁 工程 ［ ． ｉａ １ 桥 Ｍ］ 北京 ： 民 交通 出版社 ，９７：８ — 人 １９ ２７ 料， 整体性有较大提高 ， 但施工 工艺相对复杂 ， 且后期 灌浆料 主要
析计算 。郑庄沁河大桥 经现场 踏勘 ， 于安全 ， 偏 自然 冲刷按 零处
只做一般 冲刷 、 局部冲刷计 算 ， 不做滩地冲刷计算 。 大 桥上部结 构采 用装 配式 预应 力混凝土连续 Ｔ梁 ， 先简支后 理 ，
． 连续 ； 下部结构 ０ 号桥台采用柱式台，２ ｌ 号桥 台采用 Ｕ台 ，，， ８９ １ ０号 ４ １ 一般 冲刷 计 算 １ 参数名称 及意义见 表 １ ） 。 桥 墩采 用空心墩 ， 其余桥墩采用实体墩 ，２号桥 台采用 扩大基础 ， １
２ 工程特 性及 大桥设 计 指标
地 Ｃ ， ｏ一 ａ 型 拟建郑庄沁河大桥按 Ｉ 级公路 大桥 标准设计 ， 采用 全桥渡方 果 表 明 ， 表 水 及地 下 水 的化 学 类 型均 为 Ｈ Ｏ 一 Ｓ ４ Ｃ — Ｍｇ 在 地表水 、 地下水对混 凝土无各类腐蚀性。 式跨越 沁河 ， 中心桩号为 Ｋ ４＋ ３ ， ５ ０５设计桥长 ４７ｍ， ９ 纵向布设 １ 跨 ， 水 ， Ⅱ类环境条件下 ， ２ 孔 跨 布 置式 样 为 ：４ ４ ４ ４ （—０＋ —０＋４４ ） —０ ｍ。
・
第３ ８卷 第 ２ ０期 １ ４ ・ ２０ １２ 年 ７ 月 ７
山 西 建 筑
第十三章桥梁墩台冲刷计算
桥台最大冲刷深度，应结合桥位河床特征、压缩程度等情况，分析、计算比较后确定。
§13.4 桥下河槽最低冲刷线
桥下河槽最低冲刷线：
非岩性河床天然基础墩台埋深
最低冲刷线高程
桥墩的最低冲刷线高程Hmin（ m）为： 桥台的最低冲刷线高程Hmin（ m）为： 上式中h为桥台所在位置的平均水深。
防护桥墩周围冲刷的方案和辅助措施。采用在桥墩中开缝或在墩周围设护圈作为控制冲刷深度的措施。清水试验表明，仅用开缝的方法能减少冲刷深度20％，而开缝结合使用护圈则可进一步减小冲刷深度。
桥台冲刷
一 桥台绕流的水流结构
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：
பைடு நூலகம்台冲刷
一 桥台绕流的水流结构
桥墩的局部冲刷
冲刷深度与行近流速关系
桥墩的局部冲刷
冲刷深度与行近流速关系
一般冲刷深度与局部冲刷深度的区别：
1、一般冲刷深度是从设计水位至一般冲刷线的最大深度 2、局部冲刷深度是从一般冲刷线至冲刷坑底的最大深度
《公路桥位勘测设计规范》JTGC30-2002 推荐的65-1，65-2修正后的新公式
墩台基底最小埋置深度
1、在确定桥梁墩台基础埋置深度时，应根据桥位河段具体情况，取河床自然演变冲刷、一般冲刷和局部冲刷的不利组合，作为确定墩台基础埋深的依据。 2、非岩石河床墩台基底埋深安全值，可按表7.6.2确定 3、岩石河床墩台基底最小埋置深度可按规范附录C确定。
一、非粘性土河槽 基本假定：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，由此有，
非粘性土河槽 非粘性河滩 粘性土河床
64-1公式3个：
2）64-1修正式
桥梁墩台冲刷计算讲解课件
结果分析
对计算结果进行分析，评 估其对桥梁安全性的影响 。
04
冲刷计算实例分析
工程实例选择
选择具有代表性的桥梁墩台
在选择工程实例时，应选择具有代表性的桥梁墩台，如承受 较大流速、水位变化明显、河床地形复杂等条件的墩台。
考虑不同类型墩台
和稳定性。
未来研究方向及发展前景
未来冲刷计算的研究方向将更加注重数 值模拟和实验研究相结合，探索更加准
确和实用的计算方法和模型。
随着人工智能和大数据技术的发展，冲 刷计算将更加智能化，能够实现自动化 设计和优化，提高桥梁工程的设计效率
和安全性。
未来冲刷计算将更加注重与环境、生态 等领域的交叉研究，探索更加环保和可
随着河流流速的增加、极端天气的频发，墩台冲刷问题日益突出，对桥梁的安全性 能构成严重威胁。
针对墩台冲刷问题，开展准确的计算和分析是保障桥梁安全运行的重要手段。
冲刷对桥梁墩台的影响
冲刷会导致墩台基础 松动，降低其承载能 力。
冲刷会加速墩台腐蚀 ，缩短其使用寿命。
冲刷会导致墩台失稳 ，产生倾斜或倒塌等 危险。
常用冲刷计算公式介绍
• 参数说明：d为冲刷深度，V为水流速度，g为重力加速度，b为 渠宽，w为水深。
常用冲刷计算公式介绍
01
02
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04
公式三：钱宁公式
定义：适用于黏性土壤的临界 流冲刷计算。
公式形式：d = (V^2 / g) * (4 / (r * w))^(1/3)
参数说明：d为冲刷深度，V 为水流速度，g为重力加速度 ，r为土壤内摩擦角，w为水
公式形式
d = (1/n) * (V^2 / g)^(1/3)
桥梁墩台冲刷计算PPT课件
泥沙输移特性
泥沙在水流中的输移特性，包括 悬移质和推移质的运动规律。
河床演变规律
河床在自然条件下的演变规律， 对冲刷计算有重要影响。
桥梁墩台冲刷计算公式
一般冲刷计算公式
根据水流动力学原理和泥沙运动 学原理，建立一般冲刷计算公式，
预测桥梁墩台冲刷深度。
局部冲刷计算公式
针对桥梁墩台局部区域的特殊水流 条件和泥沙运动特性，建立局部冲 刷计算公式。
缺点
试验周期长，成本高，且受模 型制作和试验条件等因素影响。
数值模拟法
计算原理
基于计算流体动力学（CFD）等数值 方法，建立桥梁墩台冲刷的数学模型 进行计算。
01
02
计算内容
通过求解水流运动方程和泥沙输运方 程等，模拟桥梁墩台冲刷过程，获取 冲刷深度和范围等数据。
03
适用范围
适用于各种水流和河床条件下的桥梁 墩台冲刷计算。
软件操作演示
软件界面介绍
展示软件的主界面及各功能模块，让用户对软件有一个整体的认 识。
计算流程演示
详细演示使用软件进行桥梁墩台冲刷计算的整个流程，包括输入参 数、选择计算方法、查看计算结果等步骤。
操作技巧分享
分享一些在使用软件过程中可能会用到的操作技巧，帮助用户更高 效地使用软件。
软件在桥梁工程中的应用
桥梁墩台冲刷计算ppt课件
目录
CONTENTS
• 桥梁墩台冲刷概述 • 桥梁墩台冲刷计算原理 • 桥梁墩台冲刷计算方法 • 桥梁墩台冲刷计算实例分析 • 桥梁墩台冲刷防护措施 • 桥梁墩台冲刷计算软件介绍
01 桥梁墩台冲刷概述
CHAPTER
桥梁墩台冲刷定义
01
桥梁墩台冲刷是指水流经过桥梁 墩台时，由于水流的动能作用， 对墩台基础及周围河床造成的冲 刷现象。
一般冲刷计算公式
一般冲刷计算公式：cm cg cc d p h B B Q Q A h 66.090.02)1(04.1⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫⎝⎛=μλ12t c cQ Q Q Q +=15.0⎪⎪⎭⎫⎝⎛=z z d H B A式中：h p ——桥下一般冲刷后的最大水深(m)； Q p ——频率为P ％的设计流量(m 3/s)；Q 2——桥下河槽部分通过的设计流量(m 3/s)，当河槽能扩宽至全桥时取用Q p ； Q c ——天然状态下河槽部分设计流量(m 3/s)； Q t1——天然状态下桥下河滩部分设计流量(m 3/s)；B cg ——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； B z ——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B cg 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； h cm ——河槽最大水深(m)；A d ——单宽流量集中系数，山前变迁、游荡、宽滩河段当A d >1.8时，A d 值可采用1. 8；H z ——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 ≤V 0时，⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=0015.06.012'V V V h B K K h pb ηε当V ＞V 0时，20015.06.012'n pb V V V h B K K h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=ηε24.02.22375.00023.0d dK +=η5.00)7.0(28.0+=d V 55.00)5.0(12.0'+=d Vd V Vn lg 19.023.002)(+=式中：h b ——桥墩局部冲刷深度(m)： K ξ——墩形系数； B1——桥墩计算宽度(m)； h p ——一般冲刷后的最大水深(m)； d ——河床泥沙平均粒径(mm)； K η2——河床颗粒影响系数；V ——一般冲刷后墩前行近流速(m/s)， V o ——河床泥沙起动流速(m/s)； V ,0——墩前泥沙起冲流速(m/s)； n 2 ——指数。
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
桥梁冲刷深度计算方法评价及基础合理埋置深度研究
桥梁冲刷深度计算方法评价及基础合理埋置深度研究摘要：冲刷深度的预测和基础埋深的确定是桥梁设计中的重要环节。
但由于冲刷机理复杂，影响因素众多，现阶段提出的各种预测方法存在较大差异。
因此，选择合适的冲刷深度计算方法，在保证桥梁基础的埋置发挥出了重大的作用。
本文主要对桥梁冲刷深度计算方法评价及基础合理埋置深度研究进行了相关综述，以下为具体内容。
关键词：冲刷深度；桥梁；埋置深度作为重要的交通枢纽，桥梁也面临着各种复杂而恶劣的环境。
在使用过程中，经常受到各种环境因素的影响，导致其耐久性和安全性下降，如冲刷、洪水、泥石流、地震等自然灾害、施工设计不合理、车辆超载、船舶撞击等，都会损坏桥梁基础。
一、桥梁冲刷计算相关概述及意义据有关统计，冲刷是造成桥梁事故的最重要因素之一。
桥梁自然损坏的风险一直在增加，而且增加幅度很大，其中大部分是由冲刷和洪水造成的。
当桥梁建在河流中时，桥墩的存在将导致河流流动环境和河流自然流动的变化。
河流的正常前进方向被墩柱阻挡，墩柱结构周围的河流状态发生剧烈变化，产生涡流，带走墩柱周围的泥沙，形成冲刷坑。
冲刷坑的形成会降低桥梁基础的承载力。
在大量桥梁水毁事件中，水流冲刷墩柱，周围泥沙被侵蚀，导致墩柱倾斜、墩柱下沉或墩柱表面混凝土剥落，从而导致桥梁水毁事件的发生。
桥梁作为交通枢纽中的重要环节，在正常交通、紧急通行、快速避险等重要工作中发挥着重要作用。
桥梁一旦被水破坏，不仅会给当地自然环境和城市财产造成损失，而且人民群众的生命安全也无法得到保障，事故发生后的救援和桥梁维修工作会存在一定的困难。
因此，设置合理的桥梁桩基埋深是十分必要的。
由于桥梁冲刷过程耗时较长，如果不能合理设置桥梁桩基埋深，在桥梁使用期内，桥梁很可能瞬间坍塌倾覆，造成大量人员伤亡和无法估量的财产损失。
因此，研究桥梁桩基的合理埋深具有重要意义。
为了避免桥梁在冲刷作用下受损，设计中需要根据桥梁的冲刷深度确定合理的基础埋深。
所以，需要准确预测桥梁冲刷深度，这是桥梁设计的必不可少的环节。
一般冲刷计算公式
一般冲刷计算公式：cm cg cc d p h B B Q Q A h 66.090.02)1(04.1⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫⎝⎛=μλ12t c cQ Q Q Q +=15.0⎪⎪⎭⎫⎝⎛=z z d H B A式中：h p ——桥下一般冲刷后的最大水深(m)； Q p ——频率为P ％的设计流量(m 3/s)；Q 2——桥下河槽部分通过的设计流量(m 3/s)，当河槽能扩宽至全桥时取用Q p ； Q c ——天然状态下河槽部分设计流量(m 3/s)； Q t1——天然状态下桥下河滩部分设计流量(m 3/s)；B cg ——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； B z ——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B cg 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； h cm ——河槽最大水深(m)；A d ——单宽流量集中系数，山前变迁、游荡、宽滩河段当A d >时，A d 值可采用1. 8；H z ——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 ≤V 0时，⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=0015.06.012'V V V h B K K h pb ηε当V ＞V 0时，20015.06.012'n p b V V V h B K K h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=ηε 24.02.22375.00023.0d dK +=η 5.00)7.0(28.0+=d V 55.00)5.0(12.0'+=d VdVV n lg 19.023.002)(+= 式中：h b ——桥墩局部冲刷深度(m)： K ξ——墩形系数； B1——桥墩计算宽度(m)； h p ——一般冲刷后的最大水深(m)； d ——河床泥沙平均粒径(mm)； K η2——河床颗粒影响系数；V ——一般冲刷后墩前行近流速(m/s)， V o ——河床泥沙起动流速(m/s)； V ,0——墩前泥沙起冲流速(m/s)； n 2 ——指数。
浅析桥梁一般冲刷计算
黑龙 江交 通Ｊ Ｏ ＫＥ
Ｎｏ ３， ０ ８ ． ２０
（ ｕ ｏ１ ） Ｓ ｍ Ｎ ．６ ９
浅 析桥 梁 一般 冲刷 计 算
赵 霈
（ 铁道 第五勘察设计 院哈尔滨分院 ） 摘 要： 根据桥梁工程设计实例 ， 简要分析 了两个常用桥梁一 般冲刷公 式的适 用范 围和特点 ， 出 了对 一般 提
上述 ２ 个公 式分 别进行 了一般 冲刷计算 ， 发现其 中主要参数
对 一般 冲刷计算 结果的影响如下 。
２ １ 计 算 断 面 ．
计算一般冲刷时 ， 主要 作用的是断面形态 ， 就是计算 起 也 断面 ＾ ／ 比值 的大小， 比值愈大， ＾ 其 算出的一般 冲刷水深愈 大 。山区河流一般水深大 ， 水面宽度小 ， 比值小于河面开阔的河 流 的相应值 ， 即一般冲刷深度小 于河 面开 阔的河流。相对于整
冲刷计算公式应用 的建议 。 关键词： 桥梁 ； 河床 ； 一般冲刷 中图分 类号 ： ４ ２ Ｕ４ 文献标识码 ： Ｃ 文章编 号：０ ８— ３ ３ ２０ ） ３— ０ ８— ２ １０ ３ ８ （ ０ ８ ０ ０ ６ ０
Ａｎ Ａｎａｙ ｉ ｆ Ｃａ ｃ ｌ ｔｏ ｆＢｒｄ ｅ’ ｅ ｒ ｌＥｒ ｓｏ ｌｓｓ ｏ ｌｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｉ ｇ ＳＧ ｎｅ ａ ｏ ｉ ｎ
表l一般冲刷参数表计算洪水频率百年一遇分析表1可知应用641公式进行计算时有时候会出现冲刷深度为负值即冲刷并没有发生的情况这种情况显然是不可能的因为实际上桥墩占据了部分过流面积桥孔处河槽流速增加河床实际是产生了冲刷的
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２ ０ 年 第 ３期 ０８ （ 总第 １９期） ６
Ｋｅ ｒ ｓ： ｒ ｇ ； ｖ ｒ ｅ ｇ ｎ ｒ ｒ ｓｏ ｙ ｗｏ ｄ ｂ ｄ ｅ ｒ ｅ ｂ ｄ； ｅ ｅ ａ ｅ ｏ ｉｎ ｉ ｉ ｌ
一般冲刷计算
非黏性土河床的桥下一般冲刷
1.河槽部分 hmc= 5.72 hc= 3.42 ht= 2.3 Bc= 103.51 ω c= 2230 Cc= 50 ω t= 451.6 Ct= 25 Qp= 6150 A= 1 IL= 1 qimc= 129.2804 Qc= 5678.478 hp= 41.74811 2.河滩部分 hmt= 3 Bt= 140.6 Qt= 471.5219 qimt= 5.222025 hp= 桥下河槽部分最大水深(m) 桥下河槽部分平均水深(m) 桥下河滩部分平均水深(m) 桥下河槽部分桥孔过水净宽(m) 桥下河槽部分过水断面积(m2) 谢才流速系数 桥下河滩部分过水断面积(m2) 谢才流速系数 设计流量 单宽流量集中系数(1.0~1.2)
冲刷范围内黏性土的液性指数(0.16~1.19)
河槽冲刷停止时的最大单宽流量(m /s·m) 桥下河槽部分通过的设计流量(m3/s) 河槽部分桥下一般冲刷后的最大水深(m) 桥下河滩部分最大水深(m) 桥下河滩部分桥孔过水净宽(m) 桥下河滩部分通过的设计流量(m3/s)
3
河槽冲刷停止时的最大单宽流量(m3/s·m) 10.66579 河滩部分桥下一般冲刷后的最大水深(m)
桥墩局部冲刷墩形系数
《桥墩局部冲刷墩形系数》
墩形系数的计算公式为:式中, A—桥梁设计洪水频率; P—按《公路工程技术标准》JTJ05—93规定的最大冲刷深度(m)。
1、桥面铺装是保证行车舒适性和耐久性的重要组成部分,因此应该采用抗滑、防水材料对其进行处理,以提高铺装层的整体性能,并可减少温度变化对铺装层的影响。
2、沥青混凝土摊铺过程中不得随意加水或者洒水,在出现较大气温波动时,需及时测量温度变化情况,根据实际温差情况调整热料的加入比例。
3、水泥混凝土路面施工完毕后,路面表面会有一些松散颗粒沉淀,这些均属于正常现象,待到养护期结束即可清除。
4、混凝土板块相接缝的板边,通常留缝宽窄不同且间距也各不相同,但必须满足设计规范的要求,且与路基同步施工,尽早安排下道工序的施工。
5、模板安装前,先将支撑稳固好,再检查模板尺寸是否符合图纸要求,如果存在误差则需要进行修复,确认无误后方可使用。
6、注意石子的筛选,严格控制石子的含泥量,从而达到保证水泥混凝土路面强度的目的。
冲刷计算——精选推荐
冲刷计算4.4.1⾃然冲刷河床演变是⼀个⾮常复杂的⾃然过程，⽬前尚⽆可靠的定量分析计算⽅法，根据《公路⼯程⽔⽂勘测设计规范》（JTG C30—2002）中7.2条的要求，河床的⾃然冲刷是河床逐年⾃然下切的深度。
经深⼊调查，桥位处河段整体⽆明显⾃然下切现象，由于泥沙淤积，河床会逐年抬⾼，本次计算不考虑⾃然冲刷的情况。
4.4.2⼀般冲刷⼤桥建成后，由于受桥墩阻⽔影响，桥位断⾯过⽔断⾯减⼩，从⽽引起断⾯流速增⼤，⽔流挟沙能⼒也随之增⼤，会造成桥位断⾯河床冲刷。
根据地质勘察报告，桥位处河床为砂卵⽯层，河床泥沙平均粒径为40（mm ）。
按《公路⼯程⽔⽂勘测设计规范》（JTG C30—2002）的技术要求，⾮粘性⼟河床的⼀般冲刷可采⽤64—2简化公式计算：()max 66.029.02104.1h B B Q Q A h cc p -???? ?=µλ公式中： h p ——桥下河槽⼀般冲刷后最⼤⽔深（m ）； Q 2——桥下河槽部分通过的设计流量（m 3/s ）； Q c ——天然状态下河槽流量（m 3/s ）；A ——单宽流量集中系数 15.0=H B A ；B C ——计算断⾯天然河床宽度（m ）；λ——设计⽔位下，桥墩阻⽔⾯积与桥下过⽔⾯积⽐值；µ——桥台前缘和桥墩两侧的漩涡区宽度与桥孔长度之⽐； B 2——桥下断⾯河床宽度（m ）； h max ——桥下河槽最⼤⽔深（m ）。
经计算：桥址处各设计频率⼀般冲刷深度成果见表4.4—1。
表4.4—1 XX ⼤桥⼀般冲刷计算成果表4.4.3局部冲刷根据XX ⼤桥桥型布置图，按《公路⼯程⽔⽂勘测设计规范》（JTG C30—2002）的技术要求，局部冲刷计算采⽤65—1修正式中的公式进⾏计算：当V ＞V 0时，10,00,'006.011,b )(K n V V V V v B K h v ?---=ηξ h b —桥墩局部冲刷深度（m ）从⼀般冲刷后床⾯算起； K ξ—墩形系数，K ξ=1.05； K η1—河床颗粒影响系数； B 1—桥墩计算宽度；V —⼀般冲刷后墩前⾏近流速（m/s ）；V0—河床泥沙起动流速（m/s）；V,0—墩前泥沙起冲流速（m/s）；n1—指数。
一般冲刷计算公式
一般冲刷计算公式：cm cg c c d p h BB Q Q A h 66.090.02)1(04.1⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎪⎭⎫⎝⎛=μλ12t c cQ Q Q Q +=15.0⎪⎪⎭⎫⎝⎛=z z d H B A式中：h p ——桥下一般冲刷后的最大水深(m)； Q p ——频率为P ％的设计流量(m 3/s)；Q 2——桥下河槽部分通过的设计流量(m 3/s)，当河槽能扩宽至全桥时取用Q p ； Q c ——天然状态下河槽部分设计流量(m 3/s)； Q t1——天然状态下桥下河滩部分设计流量(m 3/s)；B cg ——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； B z ——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B cg 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； h cm ——河槽最大水深(m)；A d ——单宽流量集中系数，山前变迁、游荡、宽滩河段当A d >1.8时，A d 值可采用1. 8；H z ——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 ≤V 0时，⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=0015.06.012'V V V h B K K h pb ηε当V ＞V 0时，20015.06.012'n pb V V V h B K K h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=ηε24.02.22375.00023.0d dK +=η5.00)7.0(28.0+=d V 55.00)5.0(12.0'+=d Vd V Vn lg 19.023.002)(+=式中：h b ——桥墩局部冲刷深度(m)： K ξ——墩形系数； B1——桥墩计算宽度(m)； h p ——一般冲刷后的最大水深(m)； d ——河床泥沙平均粒径(mm)； K η2——河床颗粒影响系数；V ——一般冲刷后墩前行近流速(m/s)， V o ——河床泥沙起动流速(m/s)； V ,0——墩前泥沙起冲流速(m/s)； n 2 ——指数。
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与汛 期含 沙量 有关 的系 数， 可按 表
7.3.12选 用 因此 可 得:
(Ad×
Q2/(μ×
hp=
Bcj)× （hcm/hcq
）5/3/(E×
d1/6))3/5
= 4.550 m
2 、河 滩部 分
hp=(Q1/( μ×Btj) × (htm/htq) 5/3/VH1)5/
6
Q1=Qt1/(Q c+Qt1)× Qp
一、 桥下 （一 ）、 非粘 性土 河床 的一 般冲 刷
1 、河 槽部 分
1） 64-2 简化 式
hp=1.04 ×(Ad×
Q2=Qc/(Qc +Qt1)×Qp
Ad=((Bz)0 .5/Hz)0.15
式 频率为 中： p%的设
桥下 河槽 部分 通过 的设 计流 量
XXX大桥
（K1+432)
Qp= 1305.99 m3/s Q2= 713.39 m3/s
造床 流量 下的 河槽 宽度 对复 式河 床可 取平 滩水 位时 河槽 宽度
设计 水位 下， 在Bcg 宽度 范围 内， 桥墩 阻水
桥墩 水流 侧向 压缩 系 数， 应按 表 7.3.11确 定
河槽 最大 水深
Bz= 140 m
λ＝ 0.068966 μ= 0.94
hcm=
4
m
单宽 流量 集中 系 数， 山前 变迁 、游 荡、 宽滩 河段
= 4.129 m
2） 64-1 修正 式
hp=(Ad× Q2/(μ× Bcj)× （hcm/hcq ）5/3/(E × d1/6))3/5
河槽部分 桥孔过水 式 净宽，当 中： 桥下河槽 能扩宽至 全桥时 即为全桥 桥孔过水 净宽
桥下河槽 平均水深
河槽泥沙 平均粒径
Bcj= 87 m hcq= ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ.35 m d＝ 350 mm
当河 槽能 扩宽 至全 桥时 取用 Qp
天然 状态 下河 槽部 分设 计流 量
天然 状态 下桥 下河 滩部 分设 计流 量
河槽 宽度
桥长 范围 内的 河槽 宽度 当河 槽能 扩宽 至全 桥时 取用 桥孔 总长 度
Qc= 713.39 m3/s
Qt1= 592.60 m3/s Bc= 50 m Bcg= 87 m
VH1= 4.4 m/s
(Q1/(μ× Btj)× hp= (htm/htq)5/3 /VH1)5/6 = 5.672 m
桥下河滩 式 部分通过 中： 的设计流
量
E= 0.86 Q1= 592.600 m3/s
桥下 河滩 最大 水深
桥下 河滩 平均 水深
河滩 部分 桥孔 净长
河滩 水深 1m时 非粘 性土 不冲 刷流 速， 可按 表 7.3. 1-3 选用
因此 可得
htm= 2.68 m htq= 1.73 m Btj= 37 m
当 Ad>1.
8 时， Ad值 可采 用1.8
造床 流量 下的 河槽 平均 水 深， 对复 式河 床可 取平 滩水 位时 河槽 平均 水深 因此 可 得:
Ad= 1.350024 Hz= 1.6 m
1.04×(Ad × Q2/Qc)0.90 × hp= (Bc/((1λ)μ Bcg))0.66× hcm