抛石法在桥墩冲刷防护工程中的应用研究
桥墩局部冲刷防护的石块起动
桥墩局部冲刷防护的石块起动
江胜华;周智;欧进萍
【期刊名称】《泥沙研究》
【年(卷),期】2013()4
【摘要】桥墩局部冲刷一直是影响桥梁安全的最大自然灾害,抛石防护是最普遍的冲刷防护形式之一。
在总结已有冲刷机理的基础上,分析了包括墩前河床底部流速
和墩侧河床底部流速的桥墩局部流速,并给出了桥墩冲刷防护石块起动的简化公式。
结果表明,墩侧河床底部流速大于墩前河床底部流速,墩侧防护石块更易走失。
当行
近流速小于3m/s时,可采用抛石进行桥墩局部冲刷防护,抛石直径约为0.2m;对于
行近流速为3～5m/s时,建议采用其它冲刷防护措施。
【总页数】5页(P63-67)
【关键词】桥梁;局部冲刷;抛石防护;石块起动
【作者】江胜华;周智;欧进萍
【作者单位】大连理工大学土木工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TV871
【相关文献】
1.我国桥墩局部冲刷与防护研究及发展方向 [J], 邓绍云
2.桥墩局部冲刷的机理及防护措施 [J], 马浩平
3.铜陵长江公路大桥桥墩局部冲刷及安全防护实践 [J], 曹海燕
4.我国桥墩局部冲刷与防护研究及发展方向 [J], 邓绍云
5.桥墩局部冲刷防护措施研究进展综述 [J], 熊林凡;魏松
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桥墩局部冲刷的机理及防护措施现状综述
桥墩局部冲刷的机理及防护措施现状综述摘要：桥墩局部冲刷及防护措施是关注度很高的课题，属于航道建设中的重要环节。
多年来，国内外众多学者对桥墩局部冲刷机理及防护措施的研究取得了很大的进展。
本文采取综述的方法客观地列举了近几年国内外学者在桥墩冲刷和防护问题上采取的研究方法、研究内容和研究成果。
关键词：桥墩；局部冲刷；防护；文献综述引言：桥墩是支撑桥跨结构并将恒载和车辆活载传至地基的亚建筑、桥台设在桥梁两侧。
其多数建造于地基之上，部分结构埋在岩土中，部分置于流体中，因其阻碍、妨碍、扰乱、改变了原有的流体结构和状态，而变得晃动、紊动和涡旋等，并因之承受流体较为复杂和强烈的作用力，且进一步加剧流体结构和状态的变化。
继而，一方面使桥墩部分墩身磨损和侵蚀及消蚀;另一方面，使桥墩埋置于岩土中墩身周围的泥沙因流体运动的剧烈改变导致所在底床原有地形发生变化的现象和过程，被人们称为桥墩的局部冲刷。
1.桥墩局部冲刷研究历史我国桥梁建设历史悠久，早在一千四百多年前就建造有如赵州桥等一定规模的桥梁，对于桥梁的建设早具丰富经验，但对于桥墩局部冲刷问题的研究始于河流动力学和泥沙理论得到创建后的年代。
在此之前一般只是套用苏联或美国的科研成果;我国早期对于桥墩局部冲刷的研究只是在于单纯的现场观测，1959年国家交通部组织各省对已建桥渡的桥墩所在底床进行了局部冲刷观测研究，并形成一定的数据表以供交通管理部门和设计部门决策参考。
20世纪五六十年代和十年“文革”期间因为政治原因，一些科研工作者被错误打倒或下放到农村或基层改造，从而在河流动力学和泥沙理论等方面的研究一度被停滞和徘徊不前，只是20世纪70年代末期这些科学家们得到重用后，才得到大力推动和发展。
桥墩的局部冲刷的研究也是如此，20世纪80年代，开始有了对桥墩局部冲刷研究的模型试验。
其后，桥墩局部冲刷研究因改革开放时代要求，开始大量借鉴国外研究成果和资料，也有在对国内外观测资料整理分析和归纳及总结，如朱炳祥所为。
桥墩局部冲刷机理及防护措施
桥墩局部冲刷机理及防护措施摘要：桥墩的局部冲刷造成墩周泥沙被侵蚀掏空，桥墩埋深降低，是导致桥梁水毁的主要因素之一。
从而，桥墩局部冲刷及其防护的研究极为重要和必要。
文章通过对桥墩局部冲刷特征及冲刷机理进行了探讨，并提出了有效的防冲刷保护措施。
关键词：局部冲刷；防护措施；冲刷机理；影响因素0引言桥墩作为桥梁的主要组成部分，是支承桥跨结构并将恒截和车辆活载传至地基的构筑物，其建造于地基上，部分埋置于岩土(包括泥沙和淤泥等) 之中，部分置于流体中，因其阻碍、妨碍、扰乱、改变了原有的流体结构和状态，而变得晃动、紊动和涡旋等，并因之承受流体较为复杂和强烈的作用力，且进一步加剧流体结构和状态的变化。
继而，一方面使桥墩部分墩身磨损和侵蚀及消蚀(这一过程极为缓慢和不易观测显现) ; 另一方面，使桥墩埋置于岩土中墩身的泥沙( 广义岩土的一部分) 因流体(主要指水流) 运动的剧烈改变而产生“掏起”“冲刷”“搬运”“甩抛”“沉落”等，而导致所在底床原有地形发生变化的现象和过程，被人们称为桥墩的局部冲刷。
局部有两方面的含义: 其一，将范围局限于桥墩底部周围附近，不考虑在空间上无限地延展扩散，其原因在于床底质在流体的动力作用下必将发生冲淤变化，该冲淤变化的空间范围是较宽广的，无法全面进行分析研究，也没有必要; 其二，局部将时间的范围限定在一定的时期内，指剧烈冲刷变化到相对平静缓和之一时段范围内。
桥墩的局部冲刷将减少桥墩埋置河(海)床底质深度，危及桥墩基础的安全，有损桥梁的安全使用寿命。
进而对桥墩的防护措施研究至关重要。
1桥墩冲刷机理1.1桥墩周围水流结构研究目前国内外学者们对于墩周水流结构的研究普遍认为桥墩水流结构主要包括墩前下降水流、墩周马蹄形漩涡、墩侧边界分离层和墩后尾涡4个部分。
Dargahi[1]在试验中采用氢气泡流动显示技术和热膜测量的方法对圆柱体周围的流场进行了测量，发现在圆柱上游的水流特征主要是三维边界层的分离，在柱体两侧分离区域内形成准周期性脱落的马蹄形漩涡，且涡的数量与雷诺数相关。
桥墩局部冲刷机理及防护措施
桥墩局部冲刷机理及防护措施作者：刘海来源：《大经贸》2018年第06期【摘要】桥墩冲刷是桥墩设计的关键环节，其对桥渡的破坏多突发性和偶然性。
本文通过对桥墩局部冲刷特征和局部冲刷机理的研究，讨论了局部冲刷的影响因素，基于防护机理归纳总结了抛石防护等传统防护和环翼式防护等新型防护措施，以保证桥墩的使用安全性。
【关键词】桥墩局部冲刷冲刷机理防护措施引言目前，桥墩的局部冲刷防护仍处于探索阶段，大多基于局部冲刷公式以及数值模拟方法进行计算分析[1-4]。
Brice 等[5]把桥墩局部冲刷防护工程措施定义为同桥墩自身设计相结合或被独立布设于桥墩周围的、用于控制或防止桥墩周围床面冲刷的一类工程措施。
Chiew [6]按防护机理把传统的桥墩局部冲刷防护工程措施分为两类，即实体抗冲防护和减速不冲防护。
房世龙等[7]针对桥墩局部冲刷防护的工程特性进行了一系列的研究，提出了在桥墩周围加大四面体透水框架群抛投密度的防护设计方法。
孙东坡等 [8]建立了浅基桥梁局部冲刷简明实用计算公式。
1 桥墩的局部冲刷特征及影响因素1.1桥墩局部冲刷概念及特征墩周围水流结构主要包括墩前向下水流、墩前水面涌波和尺度很大的漩涡体系。
漩涡体系是一种综合水流结构。
其中包括在墩前冲刷坑边缘形成的绕桥墩两侧流向下游的马蹄形漩涡、桥墩两侧水流分离引起的尾流漩涡。
漩涡体系在墩后及两侧还不断地由床面附近释放出小漩涡，向水面发展。
1.2 局部冲刷影响因素影响桥墩附近局部冲刷的因素很多，包括水深、流速、流向、河床泥沙类型、干容重、粒径、级配等，还涉及桥墩的尺寸、形状等。
影响桥墩局部冲刷深度的因素包括下列几方面：桥墩特征因素、流体特征因素、河床质特征因素和流动特征因素。
2 桥墩局部冲刷防護2.1 防护机理对桥墩的局部冲刷进行防护是桥梁防护的重要内容之一，桥墩的局部冲刷防护原理包括：1、提高桥墩附近河床的防冲刷能力。
通常是在桥墩附近铺设粗颗粒材料的河床防护层或在墩基处抛石，以提高桥墩的抗冲能力[9]。
桥墩局部冲刷的机理及防护措施_2
桥墩局部冲刷的机理及防护措施发布时间：2022-09-25T06:05:04.553Z 来源：《中国科技信息》2022年第33卷10期作者：刘港庆1[导读] 桥墩属桥梁基础部分，其整体稳定性与可靠性直接影响着桥梁质量。
但是桥梁在实际使用过程中，刘港庆1(1. 重庆交通大学河海学院，重庆 400041)摘要：桥墩属桥梁基础部分，其整体稳定性与可靠性直接影响着桥梁质量。
但是桥梁在实际使用过程中，桥墩必然会受到水流的冲刷，从而使其功能与性能受到影响，甚至会出现结构受损的情况。
本文阐述桥墩局部冲刷的研究现状、机理，总结了局部冲刷的研究方法内容和相关防护措施，为今后对于桥墩局部冲刷的研究提供参考。
关键词：桥墩局部冲刷；机理；防护措施桥墩在桥梁建筑物中起着一个支承桥跨结构的作用。
但桥墩的涉水部分必然会导致泥沙与水流产生相互作用，进而影响桥梁建筑物本身的安全与稳定。
对桥梁桥墩局部冲刷的机理研究和防护措施的采取是保证桥梁安全运行的必要手段。
我们必须足够重视桥墩局部冲刷的机理以及防护措施。
1、研究现状由于桥墩的阻碍作用，水流会在桥墩周围产生涡流而引起冲刷现象。
按照冲刷的水流现象，一般将冲刷分为：单向流冲刷；潮汐往复流冲刷；潮汐河口混合水流冲刷。
但我们普遍研究单向流作用下引起的桥墩局部冲刷。
经过一个世纪的国内外学者的研究，对于单向流作用下的桥墩局部冲刷问题已经取得相对成熟的研究结果[1]。
从以前的基于小缩尺比的水槽实验到现在的流体动力学模拟，方法在不断的发展。
中国学者刘振卿在CFD计算软件Fluent中使用标准K-ε湍流模型对圆柱形墩的周围三维复杂场做了数值模拟方法[2]；Jain等人提出了桥墩局部冲刷的计算公式；高冬光等学者也提出了较为代表性的与桥墩局部冲刷相关的公式[3]。
张胡等人建立FLOW-3D洪流共同作用下的三维桥墩冲刷及防护数学模型[4]；卢中一等人采用正态冲刷模型的研究成果应用于桥墩的冲刷和防护[5]；梁森栋等人运用HEC-18公式研究复合桥墩的冲刷[6]。
抛石体在桥墩处的防护作用
抛石体在桥墩处的防护作用摘要：虽然抛石体是桥墩处抵抗冲刷最为普遍的应用方法，但对活动河床条件下抛石的性能目前几乎还没有什么研究。
在本文中，对破坏机理、稳定性，以及抛石体铺设水平所起的作用都进行了试验研究。
在清水条件下，抛石体主要遭受剪切，簸和边缘破坏。
活水条件下，由于河床构造的发展变化造成的不稳定性成为非常重要的方面。
河床构成形式造成的不稳定性受到桥墩处的河槽形式变化带来的不稳定因素的影响。
试验用于估测在一个大范围的水流条件下，抛石对桥墩能起到怎样的作用。
对在沉积河床的深处铺设抛石层，而非河床床面铺设抛石的作用也进行了研究......关键词：抛石体桥墩处防护作用1.前言在多数河流环境中，冲刷孔围绕桥墩基础形成。
由于桥墩导致的强大的旋涡运动冲走了桥墩基础周围的河床沉积物。
最普遍应用的抗浸蚀作用技术是采用给河床“铠甲”装置，如抛石。
以抛石充当自然屏障来承受水流的冲蚀力。
奇沃(1995)和奇沃利姆(2000)曾提出，抛石体的防护性受到某些破坏机理的影响，这些破坏机理可以使石料不稳定，并导致保护面的完全裂变。
在清水条件下，下列破坏机理可能发生：（1）剪切破坏――抛石体被水流卷走；（2）簸破坏――在紊流和渗流作用下，较细的下部河床物质遭到侵蚀；（3）边缘破坏――抛石层外围护石造成冲刷。
Chiew，Lim(2000)确立了一个第4破坏机理，在活动河床条件下，抛石层由于河床的运动而不稳定。
随着大型沙丘的迁移，抛石层由于淘刷的作用而沉入河床沉积物中。
常常有这样的建议，在波浪形的河床上，抛石层应该被铺设在河床物质的某个深度。
其合理性在于较深的层可以不受河床形式运动的影响，和被淘刷的机会。
目前为止，还没有尝试对其作用进行量化的研究。
目前的研究目的，就是要证实不稳定性对河床桥墩抛石体的影响，以及估测抛石层铺设水平所产生的影响。
试验采用圆柱体桥墩，在两个不同尺寸的活动河床条件下进行，用沙丘和逆沙丘模仿沉积运动。
根据对当前设计方案的审查，每一层抛石围桥墩铺设呈园形排列。
桥墩局部冲刷的新型防护措施综述
10
《河南水利与南水北调》2 0 1 2 年 第 6 期
工程设计 Hቤተ መጻሕፍቲ ባይዱNAN
Gaudio 等研究还认为在石板的后 方 会 出 现 两 个 冲 刷 坑 ，所 以 在 使用石板防护时石板附近的局部冲刷也需要考虑在内。
3.3 四面体防护 四面体防护是由 4 个中空的等边三角形组成，一般是由钢 筋 混 凝 土 或 是 混 凝 土 加 入 藤 条 制 作 而 成 。如 图 (h)(i)所 示 。Hong — Wu TANG 证明在四面体防护下，桥墩附近的水流会被分为 3 个 区域：接近河床的减速区，中间的加速区域，接近水流表面的恢 复区域。 影响桥墩局部冲刷的主要是接近河床的区域，四面体 防护使水流的速度、紊流强度和漩涡强度都减小，从而使保护 了桥墩冲刷。 他还认为当时（为临界平均流速，U 水流速度），冲 刷深度会减小 50%。 与其它的防护 措 施 相 比 ，这 种 防 护 措 施 不 会被河流的流向以及泥沙的运动所影响，其防护作用比牺牲桩
工程设计 HENAN
《河南水利与南水北调》2 0 1 2 年 第 6 期
桥墩局部冲刷的新型防护措施综述
□杨淑君 □刘永军（长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室)
摘 要:系统地总结了近年来桥墩局部冲刷的一些新型的防护工程措施, 如护壳防护、下游石板防护、四面体防护、开缝与下游 石板相结合的防护，部分抛石灌浆防护, 并对这些传统防护工程措施的防护机理、防护效果和防护优缺点进行了论述和评价。
和石板防护更灵活。 但 Hong—Wu TANG 对四面体防护的研究范围还只是应用
在清水冲刷条件下，并不适用于动床冲刷条件下。 因此，在今后 的研究中， 动床冲刷条件下四面体的防护稳定性和防护效果还 有待进一步研究。
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摘要：作为拥有多种复杂地形的人口大国，建设桥梁无疑是方便交通的不二选择。
桥墩对于桥梁的安全至关重要。
桥墩如果在河道中进行建设，其附近的水流形态将会发生很大变化，继而引起河床与桥墩的局部冲刷，对河道通航与桥梁安全等可能产生不利影响。
探讨并总结了桥墩局部冲刷的机理问题，介绍几种使用较为广泛的防护措施，比较其各自特点，从不同的为桥墩局部冲刷研究提供新的思路。
关键词：桥墩；局部冲刷；机理；防护措施1冲刷现象在河道中建桥后,河床的冲刷过程非常复杂。
既有河床自然演变引起的冲刷,也有桥墩建设引起的一般冲刷和局部冲刷,桥墩冲刷是河床自然冲刷、桥墩一般冲刷及桥墩局部冲刷互相叠加的结果。
河床在水力作用及泥沙运动等因素影响下自然形成的冲刷现象, 称为自然冲刷。
桥墩压实河道过水断面,引起桥下河床全断面发生的冲刷现象,称为桥墩一般冲刷。
水流受桥墩阻挡,流速、流向发生改变,产生漩涡,在桥墩周边局部造成的冲刷,称为桥墩局部冲刷。
2冲刷机理2.1引起桥墩局部冲刷的原因关于引起桥墩局部冲刷的原因，众多研究成果表明只要为以下三种：①墩前下降水流的冲击；②桥墩漩涡体系的作用；③桥墩对桥下水流的压缩作用。
Kwan 研究认为桥墩局部冲刷是由墩前下降水流和马蹄形漩涡共同作用导致的；Dargahi通过试验研究冲刷坑的发展过程发现马蹄形漩涡、墩两侧的集中加速水流和下游的尾流漩涡是引起局部冲刷的主要原因；张显辉[8]则认为是由于桥墩对水流的压缩作用使得墩前下降水流和墩侧水流加速区的形成，而此两者的共同作用导致了马蹄形漩涡的形成，三者之间相互作用共同影响。
2.2局部冲刷坑演变过程当桥墩阻挡水流时，桥墩周围复杂的三维水流结构会导致墩周产生局部冲刷坑，对于桥墩局部冲刷坑演变过程的研究，赵凯[9]和向琪芪[10]也将冲刷坑的演变过程分为三个阶段：①起始阶段，冲刷坑发展迅速，其最大深度能达到最大平衡冲深的四分之三；②发展阶段，冲刷坑范围和深度仍在不断增大，但发展趋势较起始阶段有所减缓；③平衡阶段，冲刷坑发展极其缓慢，可认为冲刷坑几乎不再发展，达到平衡状态。
桥墩局部冲刷防护工程特性研究综述
右时, 放置高度的影响可以忽略不计。
一直以来对抛石层布设厚度的研究并 不是很 多, 通用的原则是抛石至少应为 2 层。Lim[ 8] 的试验
研究发现, 抛石层越厚, 整体性越好, 防护效果也就 越佳。而 Bonausoundas[ 3] 认为抛石层的厚度至少应 为抛石粒径的 3 倍, Richardson 等[ 6] 也给了同样的建 议。但是, Lim[ 8] 的室内实验研究成果表明, 当墩前
层的防护能力几乎线性增加。
抛石级配对抛石 层的防护效果也有重要的影
响。因为级配较好的抛 石能保证抛石 层的结构稳
定, 并能防止防护层下的细粒床沙从抛石石料之间
的孔隙流失。抛石级配对防护效果影响的研究成果
较少, 通用的规则是采用那些粒径分布曲线较光滑 的抛石, 级配较差的抛石所组成的抛石层也可以通
过在抛石层与床面之间布设反滤层的方法来提高防
管理局推荐的抛石石料的中值粒径:
(
Qg
U20 - 1)
gd 50
=
21 890 K
( 1)
式中: d50为抛石粒径, m; U0 为行近流速, m/ s; Q 为 泥沙密度, kg/ m3; g 为重力加速度; K 为墩形系数,
圆头矩形柱墩采用 115, 矩形桥墩采用 117。
与抛石粒径相同, 抛石层的布设高度也影响着 防护效果。Laursen 等[ 7] 的研究结果表明, 抛石层放
置于床面以下的防护效果比直接把抛石石料倾倒于
桥台周围床面上的防护效果更好。如果直接抛投于
桥梁墩、台周围, 会引起更大的冲刷以至威胁桥台的 安全。但是, Lim[ 8] 的系列实验成果表明, 清水冲刷
条件下, 抛石层应放置于与床面齐平的高度; 动床条
桥墩基础局部冲刷防护技术的对比分析_梁发云
*
1029 收稿日期： 2013基金项目： 国家自然科学基金资助项目（ 41172246 ） ； 国家重点基础研究发展计划（ 2013CB036304 ） mail： fyliang@ tongji． edu． cn 联系作者，E-
·地基基础· 来处理应对。
· 131·
结构工程师第 30 卷第 5 期
第 30 卷第 5 期 2014 年 10 月
结 构 工 程 师 Structural Engineers
Vol． 30 ，No． 5 Oct． 2014
桥墩基础局部冲刷防护技术的对比分析
梁发云
摘 要
1， 2， *
王
琛
1， 2
（ 1． 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室， 上海 200092 ； 2． 同济大学地下建筑与工程系， 上海 200092 ）
在桥墩基础的上游布置一系列小直径的群 ， 桩 如图 1 所示。当上游水流冲来时， 先遇到这些 ， ， 桩 使来流的速度减小 冲刷能量相应地降低， 冲 刷方向被扰动， 使其与桥墩基础的作用减弱， 从而 达到防护的目的。 这一措施是从水流的消能着 手， 降低墩前下降水流和墩周马蹄形漩涡扰流 ， 使 得来流的冲刷主要作用在墩前的群桩上， 这些桩 作为牺牲桩来保护桥墩基础。
［4 ］
。 因此， 护圈
样式和桥墩形状对减小冲刷没有显著的效果 ， 但 护圈位 置 对 于 冲 刷 防 护 效 果 较 为 敏 感。 Kumar
图1 Fig． 1 墩前牺牲桩 Sacrificial pile
等
［5 ］
认为护圈将水流分为上、 下两部分， 位于护
圈上方区域时， 该护圈可作为一个下降流的障碍 ， 使下降水流的冲击力损失； 而在护圈下方区域， 下 降水流和马蹄形漩涡减小， 其效果取决于护圈的 尺寸和位置。 根据护圈防护机理的分析， 影响防 护效果的关键在于护圈放置的位置 ， 然而， 在河床 变化较大和较快的地方， 护圈的相对位置容易发
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摘 要： 河道范 围内新建桥 梁、 头的桥墩 附近常会 出现影 响堤 防安全的淘刷 ， 码 动床模型试验 是研 究工程 实施后 河槽 、 址 桥
及 堤 脚 处泥 沙 冲 淤特 性 的 有 效 手 段 之 一 。 采 用 ４组 特 征 水 文条 件 ， 行 骝 岗涌 特 大 桥 工 程 建 设 前 后 的 清 水 定床 试 验 研 究 ， 进 分 析 桥 址 附近 水 动 力 特征 的 变化 ； 开展 动 床 冲 刷 试 验 ， 究极 端 流 速 下 桥 址 及 堤 脚 处 的 河 槽 冲 淤 特 性 ； 推 荐 的 抛 石 护 底 研 对
防 护 措 施 的 工程 效 果进 行 了评 价 ， 工 程 设 计 和 施 工提 供 依 据 。 为 关键 词 ： 石 法 ； 石 护 底 ； 墩 冲刷 ； 型 试 验 抛 抛 桥 模
中 图 分 类 号 ：Ｖ ６ Ｔ ８１
文 献 标 识 码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：０ ８— １２ ２ １ ）２—００ — ４ １０ ０ 】 （０ ０ ０ ０ １ ０
在保 证 重力 相似 和 阻力相 似 的前提 下 ， 应满 足模 型 与原 型水 流 运动相 似 ， 型和原 型流态应 同属紊 流 阻力 模 平 方 区。垂 直 比尺 的确定 需考 虑层 流 与紊 流 的界 限 、 阻
收 稿 日期 ：０ ９—１ ２ ； ２０ ２— １
修 回 日期 ：０ ９— １—１ ２０ ０ ８
局部 淘刷 、冲深 ，对桥 墩 结 构 的安 全 稳 定 产 生 负 面影 响 。本 文 在对 工程 附 近 水 域 的水 流 、泥 沙 问题 研 究 的 基 础上 ，采 用 物理 模 型 试验 （ 括 清 水定 床 和 动 床 模 包 型试验 ）研 究 工程 附 近 河 道 冲淤 变 化 趋 势 ，重 点 研 究 桥 墩处 局部 冲 刷对 堤 防 安 全 的影 是 堤 防岸 坡 的传 统 防护 方法 ， 过机 械或 人 通
工 抛投 块石 、 石等 人 工 或 者 天 然 石 料 ， 指 定 区域 堆 卵 在
砌形 成符 合设 计 要求 的结 构 ， 使之 具 备某 种特 定 功能 的 施工 方法 ¨ 。抛石 法 最普 遍 的表 现 形 式 是 各 类 堤 岸 的 基脚 防护 ， 具有 一定 粒 径 和质量 要求 的块 石 按 照设 计 将 要求 均匀 抛投 至 堤岸 坡脚 附 近一 定范 同 ， 在坡 脚 至水 下 延伸 部分 形成 一 定厚 度 的连续 覆 盖层 ， 以保 护 堤岸 坡 脚 免受 水 流 淘 刷 破 坏 、 到 稳 定 河 势 和 保 护 堤 岸 的 目 达
的Ｅ。 ２ ］
图 １ 广 州 绕城 公 路 南 段 骝 岗涌 特 大 桥 线 位
平 面 及 桥 墩 位 置 示 意
及 人工 采 沙活 动 的影 响 。河 道 受 堤 防 约束 ，河道 深 泓
线 位 移 不 明 显 ，河 道 岸 线 相 对 稳 定 。 河 段 宽 深 比从 １９ ９ ９年 的 ３ １ ． ０～４ ３ ． ７变 化 到 ２ ０ ０ ５年 的 ２ ７ ． ５～３ ２ ， ．１ 断 面过 水 面积 略有 增 加 ，河 宽保 持 稳 定 ，河段 基 本 处
底 防 护 的防治 和补 救 措 施 ，为堤 防 防护 工 程 设 计 提 供 依据。
２ 工 程 附近 河道概 况
３ １ 模 型设 计 ．
１ 模 型 范 围 ）
考 虑到 试验 场地 和供 水 条件 ， 选定 的模 拟河 道 长度
约 １ ９ ｍ， 型 上边 界 和 下边 界距 工程 分别 为 １０ 和 ．ｋ 模 ．ｍ
第 ２期
２１ ０ ０年 ２月
广 东水 利 水 电
ＧＵＡＮＧＤ０ＮＧ ＡＴＥＲ Ｗ ＲＥＳ０ＵＲＣＥＳ ＡＮＤ ＨＹ ＤＲＯＰＯＷ ＥＲ
Ｎｏ． ２ Ｆｅ ２０ ０ ｂ． １
抛 石 法 在 桥 墩 冲 刷 防 护 工 程 中 的应 用 研 究
涂 向 阳 ， 天胜 ， 荣力 ， 门伍 吴 陈 吴
于 下切 状态 。 ３ 模 型设计 与验证
国道 主干 线广 州绕 城 公路 南 段 是 “ 一 五 ” 规 划 十
的 国家重 点 项 目之 一 ，已列 入 广 东 省 重 点 建 设 工 程 。 该 工 程骝 岗涌 特 大桥 工 程 位 于 骝 岗水 道 ，将 在 河 道 中 新 建 ４个 大型 桥墩 （ 图 １ ，洪 水期 桥墩 附近 将产 生 见 ）
作 者 简 介 ： 向 阳 （９ １一） 男 ， 士 ， 涂 １８ ， 博 工程 师 ， 事 河 道 与 港 航 工 程 、 口海 岸 水 动 力 学研 究 。 从 河
２１ ０ ０年 ２月 第 ２期
涂向阳 ， ： 等 抛石 法在 桥 墩 冲刷 防护 工 程 中的 应 用 研 究
Ｎ ． Ｆ ｂ２ １ ｏ２ ｅ．０ ０
０９ ． ｍ。模 型平 面 比 尺 为 Ａ ＝５ 。建 立 的模 型 长 度 约 ０
５ ｍ、 约 ２ ８～ ． ｍ， ０ 宽 ． ４ ４ 面积 约为 １０ ４ｍ 。
２ 模 型 比尺 ）
骝 岗涌 特大 桥 连 接 沙 湾水 道 和蕉 门水 道 ，水 道 呈 西 北 一东南 弧形 走 向 ，为 洪 潮 混合 型 、单 一 顺 直 的 感 潮 河道 ，河 段 冲淤 特 征 主 要 受 径 流 、潮 流 携 带 泥 沙 以
力 平方 区的界 限 、 面张力起 作用 的界 限 、 表 变率 的限制 ，
１ ０ｃ ２． ｍ／Ｓ 。
以及 变态模 型糙 率实 现 的可能 性 等 。根 据 窦 国仁 的模
型水 深 比尺 判据 条件 ：
Ｒｅ ： — ｈ ｖ ｍ ｍ≥ ６ ０Ｃ
—
试验选 用粒 径范 围 为 ０２ ．０～０８ ｍ 中值 粒径 为 ．０ ｍ、 ｄ ＝ ．５～０３ ｒ 的煤 粉 作 为 床 沙 ， 干 容 重 约 为 ５ ０２ ．０ ｍ ａ 其 ｙ ＝ ．０／ｍ ， ０ ７ ｇｃ 容重 为 ＝１３ ．５～１４ ｇｃ 该模 型 ．５／ｍ ，