一般冲刷计算公式

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公路工程水文勘测设计规范冲刷

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

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。

浅析桥梁一般冲刷计算

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。

冲刷深度计算(新计算)

冲刷深度计算(新计算)

r r H0 U c 1.08 gd50 s 河道平顺段冲刷深度计算表 r d50
冲刷处 平均 河流名 泥沙启动流 称及分 断面位置 的水深 流速U 速 UC( m/s) Hp(m) (m/s) 段 1#断面 8#断面 白龙江 14#断面 杜坝段 18#断面 河道 22#断面 36#断面 45#断面 6.39 6.87 5.79 6.15 6.32 5.34 5.25 6.25 4.73 2.79 3.11 3.03 1.75 2.03 1.31 1.30 1.13 1.14 1.14 1.11 1.11 系数 n (rs-r)/r d50河床的中值
d50—河床的中值粒径(m); H0—行进水流水深(m);
1/ 7
rs,r分别为泥沙与水的重度(KN/m3),g为重力加速度(m/s2). Ucp的计算应符合下列规定:
U cp U
式中:
2 1
1/7
U—行近流速(m/s); η —水流流速分配不均匀系数,根据水流流向与岸坡交角α 角查表采用。
(rs-r)/r
d50
H0
1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08
0.0200 0.0200 0.0200 0.0200 0.0200 0.0200
5.49 6.77 5.73 5.46 5.45 5.57
结论:防洪堤基础冲刷深度平顺段及凸岸段设计值取1.5m,凹岸斜冲段设计值取2m.
白龙江杜坝段河道冲刷深度计算书 参考资料 《城市防洪工程设计规范》(CJJ50-92) 《防洪标准》(GB50201-94) 《堤防工程设计规范》(GB50286-98) 1、 护岸冲刷深度计算 依据《堤防工程设计规范》(GB50286—98) ① 顺坝及平顺护岸冲刷深度计算:

桥梁冲刷计算

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

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。

第十三章桥梁墩台冲刷计算

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

一般冲刷计算公式

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。

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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 >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。

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