桥涵水文-6桥梁墩台冲刷及基础埋置深度
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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。
铁路桥梁一般设计原则一、一般桥涵设计原则(一) 桥涵水文、孔径设计原则1、大中桥冲刷采用《铁路工程水文勘测设计规范》公式计算;对于平原及山区稳定河段或卵石河床,一般冲刷可采用包氏公式计算。
2、岩石河床的冲刷深度,可参照《桥渡水文》手册“岩石上桥墩基础冲刷及基底埋置深度参考数据表”确定。
3、对于洪水已达桥台的桥梁,必须进行桥台冲刷计算。
4、桥台锥体坡脚处建桥前的天然流速,一般不宜大于2.0m/s,否则应增加桥长。
(二) 桥梁布置一般原则1、计算立交桥净高时,无论铁路在上在下,均应考虑墩台沉降及铁(公) 路抬高的可能,铁路留0.1~0.2m,公路留0.2~0.3m。
2、当跨越的铁路或道路位于曲线时,立交桥下净空除按铁路或道路的曲线规定加宽外,还应考虑超高的影响。
同时还应考虑铁(道) 路纵坡的影响。
3、山区地形复杂,地面纵横坡陡峻,桥梁布置应注意桥基和山体的稳定性,尽量避免在山坡堆积层上布置墩台。
4、为避免修建桥头大锥体,宜适当延长桥孔,采用挖方台。
5、墩台位置应按桥址地形图和大比例尺的局部地形图,及带地质资料的辅助断面确定,防止基础悬空,或地基软硬不一。
横断面没有地质资料的工点,参照地质孔平行推算各层承载力。
6、墩台设置应注意土体稳定,相邻两墩台的基底高程,不宜相差过大,建在非岩石地基上的明挖基础,相邻两基础底相互之间的连线与水平线的夹角不得大于土的内摩擦角,并不得大于30度。
7、跨越高等级公路时,路基边坡尽量不设置桥墩。
桥墩基础施工时尽可能不破坏公路路肩。
承台可斜交设置。
8、跨路进行净空检算时,应检查吊篮是否影响净空,困难条件下可不设。
9、除受控制点影响外,尽量按等跨布置。
10、为避免引起线间距的增加,桥梁尽量不采用错线布置。
11、跨越高速公路及其连接线的桥梁,桥墩设在边坡上时,应征得高速公路管理部门的意见;连续梁采用悬浇法施工时,应与公路管理部门协商挂篮下通行高度,并取得书面意见,否则挂篮下净高按线路专业提供的永久高度计。