清江特大桥局部冲刷计算
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清江特大桥冲刷计算
一、局部冲刷机理
一般冲刷是指，在整个河床断面上因为修桥所引起的，普遍存在的冲刷变形。
局部冲刷则指桥墩周围，因为桥墩阻水所引起的河床局部变形。
栈桥修建以后，直径为0.6m 的桩势必会因阻水而引起河床产生局部变形。
当水流行近桩时，因桩的阻水作用，一部分绕桩而过，一部分因冲击桩前端，紧贴桩前缘的水流转向上和向下流动两部分。
一层水流遇桩后向上流动，形成一于水流方向的漩涡（使桩前端水深出现涌高，或叫爬高）。
其下部水流遇桩后均向下流动，直至河底，在河底形成一水平轴的与水流方向相反的指向河底的漩涡。
这底部的反向漩涡是导致局部冲刷的主要动力。
在桩侧的河底部，有斜轴漩涡。
由底部漩涡搅起的河底泥沙，被其上部水流夹带向下游输送。
河底逐渐出现冲刷坑。
当上游进入坑内的泥沙量等于漩涡所搅起来的沙量时，冲刷不再发展，达到最大冲刷深度。
二、理论计算
根据《桥渡水文》，计算局部冲刷的公式是：
当0v v ≤时， ()'06.011v v b K K h b -=ηξ （1）
当0v v ≥时， ()1
06.011'ηηξ⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-=v
v v v b K K h b （2）
式中：
b h ——桥墩局部冲刷坑的深度（m ）；
ξK ——墩型系数，查下表；
1b ——桥墩的计算宽度，查图示；
当水流垂直冲击时
b1=b
当水流偏斜冲击时 b1=(L-b)sin α+b
图5-2
d ——河床土壤颗粒的平均粒径；
2
/19.14.0111.016.2⎪
⎪⎭⎫ ⎝⎛+=d d
K η（式中d 以mm 计）；
v ——行近流速，一般冲刷后的垂线平均流速（m/s ）
； 15
.02.0011d
v v n ⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛=
（式中d 以mm 毫米计）
0v ——起动流速，用下式计算
2
/172.014
.0010000000605.029⎪
⎪⎭
⎫ ⎝⎛++⎪
⎭
⎫ ⎝⎛=d h d d h v （m/s ）
其中h 为计算得的一般冲刷后的水深pm h ；
'0v ——墩前始冲流速，用下式计算
Kt
v h d v 01
.0075.0'⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛=，其中h 用pm h 代入，h 、d 均以m 计，0v 、'0v 以m/s
计。
墩型系数表 );(0a
e
f K =ξ
1、
墩型系数ξK
b 取为管桩直径0.6m 。
ξK 计算统计表
2、
墩的计算宽度1b
桥墩的计算宽度1b 取为0.6m 。
3、 河床土颗粒的平均粒径
河床土的覆盖层为淤泥，取颗粒的平均粒径为0.075mm （粉砂大于0.075mm
的颗粒占全重的50%）。
4、K η1计算
K η1计算采用下列公式:
2
/19.14.0111.016.2⎪⎪⎭⎫
⎝⎛+=d d
K η(d=0.075mm)
=0.876 5、行近流速v 6、。
