第七章 桥墩和桥台冲刷总结
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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。
桥台工作总结桥台工作是桥梁建设中至关重要的一环,它承担着桥梁的支撑和稳固工作。
在过去的一段时间里,我们的桥台工作取得了许多成绩,也遇到了一些困难和挑战。
在此,我将对我们的桥台工作进行总结,希望能够对未来的工作提供一些参考和借鉴。
首先,我们的桥台工作在技术上取得了很大的进步。
通过不断学习和实践,我们掌握了许多先进的桥梁建设技术,提高了桥台的建设质量和效率。
我们采用了新型的施工设备和材料,使得桥台的建设更加稳固和耐久。
同时,我们还不断改进施工工艺,提高了工作效率,缩短了工期,为桥梁建设提供了更强有力的支撑。
其次,我们的桥台工作在管理上也取得了一定的成绩。
我们建立了科学的施工计划和进度管理制度,有效地组织和协调了各个施工环节,保证了桥台工作的顺利进行。
我们还加强了安全管理和质量监控,确保了桥台工作的安全和质量。
我们注重团队合作,加强了施工人员的培训和交流,提高了整个团队的执行力和凝聚力。
然而,我们的桥台工作也面临着一些挑战和问题。
一是施工环境复杂,地质条件艰苦,给桥台工作带来了诸多不确定因素。
二是人员和资金的投入不足,限制了桥台工作的发展和完善。
三是施工过程中存在一些技术难题和安全隐患,需要我们进一步加强研究和改进。
总的来说,我们的桥台工作取得了一定的成绩,但也存在一些问题和挑战。
我们要进一步加强技术研究和创新,提高桥台工作的水平和质量。
我们要加强管理和协调,优化施工计划和流程,确保桥台工作的顺利进行。
我们要加大投入,提高资金和人员的投入,为桥台工作提供更好的保障。
相信在大家的共同努力下,我们的桥台工作一定会取得更大的成绩,为桥梁建设贡献更大的力量。
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。
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。