一般冲刷计算公式
公路工程水文勘测设计规范冲刷
7.25 m 1.242 m/s
河滩部分
以下计算公式适用于非粘性土河滩部分的一般冲刷,可按下列公式计算:
Q h 5 / 3 1 tm Btj htq hp VH 1
5/6
Q1
Qt1 Qp Qc Qt1
d -河槽泥沙平均粒径(mm);
d=
E= μ = hcm= A d= Q 2= hp=
一般冲刷后墩前行进流速宜按下列公式计算: 1、当采用式(7.3.1-1)(64-2简化式)计算一般冲刷深度时:
0.1 Q2 Ad Bc V 1 B 1.04 cg Qc 0.1 0.34
hcm h c
2/3Leabharlann Vc式中: Vc-河槽平均流速(m/s); hc-河槽平均水深(m); Vc= hc= V= 0.67 m/s 6.68 m 0.803 m/s
2、当采用式(7.3.1-4)(64-1修正式)计算一般冲刷深度时:
2/3 V Ed1/ 6 hp
hp= V=
式中: Q1-桥下河滩部分通过的设计流量(m3/s); htm-桥下河滩最大水深(m); Htq-桥下河滩平均水深(m); Btj-河滩部分桥孔净长(m); VH1-河滩水深1m时非粘性土不冲刷流速(m/s),可按表7.3.1-3选用。 Qt1= Qc= Qp= Btj= htm= htq= μ = VH1= Q1= Hp= 1 m3/s 1 m3/s 1 m3/s 1m 1m 1m 1 1 m/s 0.5 m3/s 0.56 m
河槽部分
以下计算公式适用于非粘性土河槽部分的一般冲刷,可按下列两个公式计算: 1、64-2简化式 Bc Q 0.90 0.66 h p= 1.04 (A d 2 ) ( ) h cm Qc ( 1 )Bcg
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。
新堤防规范的冲刷公式
5.1 设计计算
5.1.1 防冲计算
5.1.1.1 计算公式
墙基冲刷有纵向冲刷和斜向冲刷两种情况,根据《堤防工程设计规范》(GB50286—2013),平顺护岸冲刷深度公式如下:
0[()1]cp n s c
U h H U =⨯- 21cp U U ηη
=+
050()c H U d = 其中:
h s —局部冲刷深度(m);
H 0—冲刷处的水深(m);
U cp —近岸垂直平均流速(m/s);
U —行近流速(m/s),根据水文计算成果,取最大流速1.20m/s
n —与防护岸坡在平面上的形状有关,取n=1/4。
η—水流流速不均匀系数,根据水流流向与岸坡交角α 查表D.2.2 采用。
; d 50—床沙的中值粒径(m);
γs ,—泥沙的容重(kN/m 3)
γ—水的容重(kN/m 3)
5.1.1.2 计算结果
经计算,
顺向冲刷深度为0.6~1.0m,故顺向冲刷埋深取1.0m;
斜向冲刷深度30°以内,冲刷深度为0.9~1.18m,故30°以内的斜冲基础埋深取1.2m;
斜向冲刷深度30°以上,冲刷深度为1.2~1.46m,30°以上的斜冲基础埋深取1.5m。
表5.6.1防冲计算结果表。
桥梁设计水文计算
一、设计洪水流量计算1、已知资料该桥上游流域面积2.607KM2,桥址以上干流长度2.40KM(见地形图附后),河道干流坡降0.03464,该河道上游为山区,下游则为丘陵区。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SK252-2000,该河道应按20年一遇洪水设计。
2、根据水文图集,该流域多年平均降雨量682毫米,多年平均24小时降雨量120毫米,最大年降雨1466毫米。
流域特性参数K=L/J1/3×F2/5=2.40/0.250×1.467=6.571Cv=0.62。
3、20年一遇KP=2.24,H24均=120mm,20年一遇H24均=120×2.24=268.8,根据q m-H24-K曲线查得q m=14.0M3/S,二十年一遇的最大洪峰流量Q=q m×F=14.0×2.40=33.6M3/S,4、50年一遇KP=2.83,50年一遇H24均=2.83×120=339.6,Qm=23.5M3/S五十年一遇的最大洪峰流量Q=23.5×2.40=56.4M3/S,二、桥孔的宽度确定按无底坎宽顶堰计算桥孔过水能力,按水深1.2米,进行计算宽度BB=Q/1.5H3/2=33.8/1.5×1.23/2=20.0米设计过水断面宽30-1.2×2=27.6米。
50年一遇校核水深H=[56.4÷(1.5×27.6)]2/3=1.59米。
三、冲刷计算1、一般冲刷按以下公式计算h p=(AQ S/UL j Ed1/6)3/5h max/h cp式中h p桥下河槽一般冲刷后最大水深(m)Q s设计流量为56.4m3/sL j桥孔净长27.6mh max计算断面下河槽的最大水深=1.8mh cp计算断面桥下河槽的平均水深=1.2md河床泥砂的平均粒径d=3mmμ压缩系数μ=0.850E与汛期含砂量有关的参数E=0.66A为单宽流量集中系数A=(B1/2/H)0.15=(91/2/1.2)0.15=1.15h p=(AQ S/UL j Ed1/6)3/5h max/h cp=[1.15×56.4/(0.850×27.6×0.66×31/6)]3/5×1.8/1.2=3.17(m)2、局部冲刷采用公式:V=V z=Ed1/6Hp2/3=0.66×31/6×3.172/3=1.71(m/s)V0=(h p/d)0.14[29d+0.000000605(10+h p)/d0.72]1/2=(3.17/0.003)0.14×[29×0.003+0.000000605×(10+3.17)、0.0030.72]1/2=0.78(m/s)1V=0.75(d/h p)0.1(V0/Kξ)=0.75×(0.003/3.17)0.1×(0.78/0.98)=0.30(m/s)Kξ为墩型系数。
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。
小桥水文计算
小桥水文计算一、基本情况1、桥位:该桥位轴线与河流方向成60°角。
2、河流及洪水情况:常年有水,河道两岸有堤坝,河床平均粒径为2mm。
3、汇水面积:1:5万军用图勾绘,汇水面积8.3km2,桥位处河床比降为4.0‰。
4、汇水区土质为Ⅳ类土壤。
二、流量计算桥位以上全部流域面积F=8.3 km2<30 km2 ,所以按小流域面积公式计算:流量模数公式Q=Φ(h-z)3/2F4/5βγδ式中:Φ地貌系数,根据地形,主河沟平均纵坡,汇水面积,查《公路小桥涵勘测设计》地貌系数Φ值,查得Φ=0.07;h暴雨径流厚度,根据桥位的暴雨分区,相应的洪水设计频率,汇水区土壤类属,汇水时间查《公路小桥涵勘测设计》径流厚度h表,查得h=41;z植物截留或地表洼地滞留的拦蓄厚度,查《公路小桥涵勘测设计》植物滞留和拦蓄厚度z值,查得z=5;洪峰传播系数β=1.0流域内降雨不均匀影响洪峰流量的折减系数γ=1.0水库调节系数δ=1所以:Q100=0.07×(41-5)3/2×8.34/5×1×1×1=82.2经综合比较采用设计流量为90m3/s三、根据设计流量用形态断面计算设计流速及设计水位假定设计水位为98.43米,用形态断面计算表进行计算根据河床的断面形式及河床情况取河槽1/n=35,Vc=1/nR2/3i1/2 =35×1.392/3×0.0041/2=2.76(m/s)Q c =ωc V c= 33.0×2.76=91.08(m3/s)此流量与设计流量相差为1.2%,满足要求,因此假定设计水位可以利用。
形态断面位于桥位上游40米处,河床比降为0.004,桥位处的设计水位高程为98.59米。
用过水面积法计算ωqωq=Qs/[μ(1-λ)pVs]初步拟定,上部构造采用钢筋混凝土矩形板,选用标准跨径8米,下部构造采用重力式实体墩身,墩宽为1米。
桥梁冲刷计算
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
冲刷计算
4.3 冲刷与淤积分析计算建桥后,由于桥墩的束水作用,桥位处河床底部将发生下切冲刷。
根据工程地质勘探报告,该桥桥址处,河床冲刷层为亚粘土。
河床的冲刷计算按粘性土河床处理。
4.3.1一般冲刷计算采用《公路桥位勘测设计规范》中8.5.4-1式85135'233.0⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫⎝⎛=L c mc c p I h h B Q A h μ(4-3式)式中, h p --桥下一般冲刷后的最大水深(m);Q 2--河槽部分通过的设计流量(m 3/s ); μ—桥墩水流侧向压缩系数,查《公路桥位勘测设计规范》中表8.5.3-1;h m c--桥下河槽最大水深(m ); c h --桥下河槽平均水深(m );A —单宽流量集中系数,5.0⎪⎪⎭⎫⎝⎛=H B A ,B 、H 为平滩水位时河槽宽度和河槽平均水深。
A=1.0~1.2'c B --桥下河槽部分桥孔过水净宽(m ) ,当桥下河槽扩宽至全桥时'c B 即为全桥桥下过水净宽;I L --冲刷坑范围内粘性土液性指数,在本公式中I L 的范围为0.16~1.19。
根据工程地质勘探报告,牧野桥I L =0.67。
经计算得:现状河道条件下,该桥100年一遇设计洪水位为72.73m 时,一般冲刷完成后,主槽最大水深h p 为9.19m ,最大冲坑深3.58m 。
按规划整治后的河道条件下,该桥100年一遇设计洪水位为71.30m 时,一般冲刷完成后,主槽最大水深h p 为6.42m ,最大冲坑深1.26m 。
4.3.2 局部冲刷计算牧野路卫河桥设计墩宽b=2.40m ,桥墩的走向与水流方向一致,墩形计算宽度B 1=2.40m ,查《公路桥位勘测设计规范》附录16,K ξ =0.98。
一、现状河道条件下,该桥100年一遇设计洪水位为72.73m 时,一般冲刷完成后,主槽最大水深h p 为9.19m ,H p /B 1=3.83>2.5,根据《公路桥位勘测设计规范》采用该规范中的8.5.4-3式V I B K h L b 25.16.0183.0ξ= (4-4式)式中,h b --桥墩局部冲刷深度(m);K ξ --墩形系数; B 1--桥墩计算宽度(m );h p--一般冲刷后最大水深 (m);d -- 河床泥沙平均粒径, d =0.0145(mm );V-- 一般冲刷后墩前行进流速(m/s)3261p h d E V = =1.43E —与汛期含沙量有关的系数,查《公路桥位勘测设计规范》中表8.5.3-2,E=0.66。
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 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。
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。
取水工程冲刷计算
取水工程冲刷计算
取水工程冲刷计算是为了确定水流对开挖工程的冲刷力,以便选择合适的挖掘方式和保护措施。
以下是一般的计算流程:
1.确定水流流速:根据水文资料或现场测量,确定水流速度。
2.计算冲刷力:利用万斯压力公式或其他适当的公式计算水流对于开挖工程的冲刷力。
公式如下:
F = ρ × A × V2 × Cf
其中,F为冲刷力,ρ为水的密度,A为挖掘截面积,V为水流速度,Cf为冲刷系数。
3.比较冲刷力和岩土稳定性:将计算得到的冲刷力与开挖工程所在的岩土稳定性参数进行比较,确定是否需要采取保护措施。
需要注意的是,实际的情况往往比理论计算复杂,计算结果仅供参考,具体的取水工程冲刷计算应根据实际情况进行综合分析。
河堤岸冲刷深度计算
二.顺坝及平顺护岸冲刷深度计算
1.水流平行于岸坡产生的冲刷深度计算计算公式
式中:
h B -局部冲刷深度(m),从水面算起;
h p -冲刷处的水深(m),以近似设计水位最大深度代替;V cp -平均流速(m/s);
V 允-河床面上允许不冲流速(m/s);
n-与防护岸坡在平面上的形状有关,一般取n=1/4;
2.水流斜冲防护岸坡长生的冲刷深度计算公式
式中:
Δh p
-从河底算起的局部冲深(m);α-水流流向与岸坡交角(度);m-防护建筑物迎水面边坡系数;
d-坡脚处土壤计算粒径(cm)。
对非粘性土,取大于15%(按重量计)的筛孔直径;对粘性土,取表D.22-1的当量V j -水流的局部冲刷流速(m/s);
V j 的计算
计算公式
式中:
B 1-河滩宽度(m),从河槽边缘至坡脚距离;Q 1-通过河滩部分的设计流量(m 3/s);H 1-河滩水深(m);
堤岸冲刷深度计算
η-水流流速分配不均匀系数,根据α角查表D.2.2-2;
计算公式
式中:
Q-设计流量(m 3/s);
W -原河道过水断面面积(m 2);W p -河道缩窄部分的断面面积(m 2);
土,取表D.22-1的当量粒径值;
V jαd△H P
(m/S)(º)(m)(m)
平直堤
段1.7642679950.50.0060.105278455
转湾堤
段1.76426799100.50.0060.391646627
桩号m 要求堤基埋深(m)。
最新规范冲刷深度计算
水流斜冲岸坡冲刷深度计算表(右岸)
允许
河流 名称 及分
段
冲刷处 断面位置 的水深
平均 流速
Hp(m)
U (m/s)
不冲 流速
UC(
系数 (rsn r)/r
d50
m/s)
局部冲 平均流 水流流 水流方
H0
刷深度
速Ucp
速不均 向与岸 匀系数 坡夹角
hB(m) (m/s) η
α
1
5.8 3.07 1.13 0.24 1.08 0.0200 6.28 1.902 3.684 1.50
5
5.8 3.03 1.13 0.20 1.08 0.0200 6.27 1.265 3.030 1.00
6
5.34 1.75 1.11 0.20 1.08 0.0200 5.50 0.510 1.750 1.00
弯道 7 ② 凹岸
5.9 2.03 1.13 0.20 1.08 0.0200 6.11 0.738 2.030 1.00
参考
资料
《城
《防
洪标
准》
(GB
5020
1-
94)
《堤
防工
程设
计规
范》
(GB
5028
6-
98)
护岸
1、
冲刷 深度
计算
依据
《堤
防工
程设
计规
范》
(GB
5028
6—
98)
顺坝
及平
顺护
① 岸冲
刷深
度计
算:
hS—局 部冲刷 深度 式 (m) 中: ;
Hp—冲 刷处的 水深 (m) ;
Ucp—近 岸垂线 平均流 速(m / s);
涵洞冲刷计算
涵洞冲刷计算一、涵洞冲刷计算的重要性涵洞作为桥梁、道路、隧道等工程的重要组成部分,其稳定性直接影响到整个工程的安全。
而在涵洞的施工和运营过程中,冲刷现象是一个不容忽视的问题。
涵洞冲刷计算就是为了预测和评估涵洞在不同条件下遭受冲刷的影响,从而采取相应的措施确保涵洞的稳定性和安全性。
二、涵洞冲刷计算方法1.冲刷公式涵洞冲刷计算主要依据冲刷公式进行,冲刷公式为:Q = K × I × A,其中Q表示冲刷量,K表示冲刷系数,I表示水流速度,A表示冲刷面积。
2.冲刷系数的确定冲刷系数K是衡量冲刷作用的一个重要参数,其值与土壤类型、水流速度、涵洞结构等因素密切相关。
通常需要通过现场试验或经验公式来确定。
3.土壤类型的影响不同的土壤类型对涵洞冲刷的影响程度不同。
一般来说,砂质土壤和砾质土壤的冲刷作用较强,粘性土壤的冲刷作用较弱。
在实际计算中,需要根据土壤类型调整冲刷系数。
三、涵洞冲刷计算实例以某高速公路涵洞为例,首先获取涵洞所在地的土壤类型、水流速度等基本参数,然后根据冲刷公式和经验公式确定冲刷系数K。
接着,将相关数据代入公式,计算出涵洞在不同水位、不同降雨强度下的冲刷量,从而评估涵洞的稳定性。
四、提高涵洞冲刷计算精度的措施1.完善现场观测数据:增加观测次数,提高观测数据的精度和可靠性。
2.优化计算模型:结合工程实际情况,不断调整和完善冲刷计算模型,使之更符合实际工况。
3.引入先进技术:利用现代化监测手段,如遥感技术、数值模拟等,提高冲刷计算的准确性。
五、结论涵洞冲刷计算是评估涵洞稳定性的一项重要工作。
通过合理的计算方法和措施,可以有效预测和预防涵洞冲刷现象,确保工程的安全和稳定。
河道弯曲冲刷深度计算公式
河道弯曲冲刷深度计算公式河道弯曲冲刷深度是指在河道弯曲处,由于水流的作用,河床发生冲刷而形成的深度。
河道弯曲冲刷深度的计算是河流工程设计中非常重要的一项工作,它直接影响着河道的稳定性和安全性。
在实际工程中,设计者需要根据具体的河道情况来计算弯曲冲刷深度,以确保河道工程的安全可靠。
本文将介绍河道弯曲冲刷深度的计算公式及其应用。
1. 河道弯曲冲刷深度的影响因素。
河道弯曲冲刷深度受到多种因素的影响,主要包括水流速度、河道弯曲半径、河道底质等。
水流速度是影响冲刷深度的主要因素之一,水流速度越大,冲刷深度也越大。
河道弯曲半径是指河道的曲率半径,弯曲半径越小,冲刷深度也越大。
此外,河道底质的材料和质地也会影响冲刷深度的大小。
2. 河道弯曲冲刷深度的计算公式。
在工程设计中,常用的河道弯曲冲刷深度计算公式为:H = K (V^2 / g) (R r)。
其中,H为河道弯曲冲刷深度,单位为米;K为系数,通常取0.05-0.1;V为水流速度,单位为米/秒;g为重力加速度,取9.81米/秒^2;R为河道弯曲半径,单位为米;r为河道的平均半宽,单位为米。
3. 河道弯曲冲刷深度的应用。
在实际工程中,设计者可以根据上述公式计算河道弯曲冲刷深度,然后根据计算结果来确定相应的防护措施。
如果计算结果显示冲刷深度较大,设计者可以采取加固河道底部、加大河道弯曲半径等措施来减小冲刷深度,从而确保河道工程的安全可靠。
此外,设计者还可以通过改变水流速度、调整河道弯曲半径等手段来控制河道弯曲冲刷深度,从而达到设计要求。
在实际工程中,设计者需要综合考虑河道的地质、水文等因素,灵活运用河道弯曲冲刷深度计算公式,以确保河道工程的安全可靠。
总之,河道弯曲冲刷深度的计算是河流工程设计中非常重要的一项工作。
设计者需要充分了解河道弯曲冲刷深度的影响因素,合理应用计算公式,以确保河道工程的安全可靠。
希望本文介绍的河道弯曲冲刷深度计算公式及其应用能对相关工程设计人员有所帮助。
河道一般冲刷深度分析计算-孙双元要求
说明:本摘抄来自水规总院的孙双元,目的在于将冲刷计算用于水调工程的设计之中。
本摘抄共有两部分关于冲刷计算的内容第一部分6 . 河道一般冲刷深度分析计算6 .1冲刷深度计算方法在天然河道上修建建筑物后,由于缩窄了河道宽度,增加了单宽流量和过水断面流速,从而引起的河床冲刷和变形可称为一般冲刷。
根据水利部长江水利委员会<南水北调中线工程渠道倒虹吸土建部分初步设计大纲》中的要求,一般冲刷按《铁路桥渡勘测设计规范》TBJI7 —86(铁道鄯1987年7月)规定的方法进行计算。
经对青沙菏南、北两汊过水断面形态和河床质分析,应按规范”中规定的非粘性土河床及单一河槽计非粘性土河床的河槽一般冲刷公式如下:5/31厂艮【乔丨式r :h?-- 冲剧后最大水深(in);Q——河禧过水nc -- 河禱宁均水深(m);氏——河槽修建建筑物后辻水净宽(nO;de 河味质平均粒径(mni);h-K-- 冲■列前聂六水深(m);E-- 三汛夷烤妙虽卓关的系欢,按下袁敦值E 系数表含沙量(kg / m3)<1 . O 1 〜10>10E O . 46O . 66O . 86其U己——造床流量甘的河宽(H1);H——造廉流量时的平均水深(m)。
6 .2交叉断面附近河床质及平均粒径应用上述公式计算河道一般冲刷时,需分析确定交叉断面河床质的平均粒径。
根据我院地勘队提供资料,南沙河与总干渠交叉河段南槽倒虹吸长1200m有一个地质纵剖面(沿建筑物轴线地质纵剖面和三个地质横剖面),布孔仃个,孔深20〜62. 2m孔距24〜150m河床岩性为粗、细粒双层结构,分属第二工程地质单元和第三工程地质单元。
第二工程地质单元分布亍河床0〜18m其上部为砂卵石含漂石,卵石磨圆度较好,大部分砂较纯净;下部砂卵石、中卵石含量偏低,一般无漂石,砂中含土质较多。
经筛分平均粒径d50=52. 9mm北槽倒虹吸全长800m共布有19个钻孔,组成建筑物轴线纵剖面和四条横剖面、孔距25〜150m孔深20〜40m自地表至lom深度内属第二工程地质单元,河床质由砂卵石组成,砂卵石中含漂石,卵石含量约60〜70%,次磨圆度。
新堤防规范的冲刷公式
5.1 设计计算
5.1.1 防冲计算
5.1.1.1 计算公式
墙基冲刷有纵向冲刷和斜向冲刷两种情况,根据《堤防工程设计规范》(GB50286—2013),平顺护岸冲刷深度公式如下:
0[()1]cp n s c
U h H U =⨯- 21cp U U ηη
=+
050()c H U d = 其中:
h s —局部冲刷深度(m);
H 0—冲刷处的水深(m);
U cp —近岸垂直平均流速(m/s);
U —行近流速(m/s),根据水文计算成果,取最大流速1.20m/s
n —与防护岸坡在平面上的形状有关,取n=1/4。
η—水流流速不均匀系数,根据水流流向与岸坡交角α 查表D.2.2 采用。
; d 50—床沙的中值粒径(m);
γs ,—泥沙的容重(kN/m 3)
γ—水的容重(kN/m 3)
5.1.1.2 计算结果
经计算,
顺向冲刷深度为0.6~1.0m,故顺向冲刷埋深取1.0m;
斜向冲刷深度30°以内,冲刷深度为0.9~1.18m,故30°以内的斜冲基础埋深取1.2m;
斜向冲刷深度30°以上,冲刷深度为1.2~1.46m,30°以上的斜冲基础埋深取1.5m。
表5.6.1防冲计算结果表。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
一般冲刷计算公式:
cm cg c
c d p h B B Q Q A h 66
.090
.02)1(04.1⎪
⎪⎭⎫ ⎝
⎛-⎪
⎪⎭⎫
⎝⎛=μλ
12t c c
Q 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 p
b ηε
当V >V 0时,2
0015.06.012'n p
b V V V h B K K h ⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-=ηε
24.02
.22375.00023
.0d d
K +=η
5.00)7.0(28.0+=d V 55.00)5.0(12.0'+=d V
d V V
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。
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
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。