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桥涵水文辅导资料十六
主题：第六章桥墩和桥台冲刷
学习时间：2014年1月13日－1月19日
内容：
一、学习要求
1、掌握桥墩桥台最低冲刷线高程的计算。
二、主要内容及典型例题
[例5-4-1]某公路桥，根据钻探资料，河槽床面一下21m内为沙砾层，平均粒径d=2mm，河滩床面一下12m内为中砂，在以下为沙砾，根据地质资料和地表形态判断，建桥后下颌草可扩宽至全桥孔；汛期洪水含沙量ρ=0.6kg/m3。
桥孔上部结构采用4孔30m预应力钢筋混凝土箱型梁，双柱式桥墩，钢筋混凝土灌柱桩基，桩径1.40m，桥墩直径1.60m。
计算桥台和桥墩的最低冲刷线高程。
2 桥墩局部冲刷深度h b
1）65-2公式
行近水流hp=14.7(m)，v=3.63m/s
起动流速v0=0.46m/s，起冲流速v’0=0.20m/s，v>v0，为动床冲刷。
2）65-2修正公式
行近水流hp=14.7(m), v=3.63m/s
起动流速v0=0.85m/s，起冲流速v’0=0.38m/s
Kζ=1.0，B1=1.60m，n=0.00794
hb的回归值K=0.46
3 桥墩的最低冲刷线高程
5 桥台的最低冲刷线高程
左河滩平均水深ht=2.61m
桥台最低冲刷线高程
6 结果分析
桥墩最低冲刷线高程为46.23m，桥台最低冲刷高程为45.77m，表明设计流量通过是，桥下河滩的沉积层将被冲走，河槽和桥下河滩将冲刷至高程约为46m 处。
另外，左河滩路堤阻水长达104m，为避免桥台和路堤上游侧出线过大冲刷，应设置导流堤。
还可以考虑取5孔30m桥梁，冲刷深度减小，导流堤是否可以不建，作为桥孔布设方案比较。
第一章：河川径流1..地面径流：降落到地面上的水，除掉损失的一部分以外，在重力作用下沿着一定方向和路径流动形成的水流。
（地面径流长期侵蚀地面，冲成沟壑，形成溪流最后汇聚而成河流）河谷：河流流经的谷地。
河床：河谷底部有水流的部分。
河川径流：受重力作用沿河床流动的水流。
2.河流的基本特征: 河流断面，河流长度和河流比降。
3.流域：几何特征和自然地理特征。
4.山区河流特点：坡面陡峻，岩石裸露，汇流时间短，而且降雨强度大，以致洪水暴涨暴落,但持续时间短，水位和流量的幅度变化极大。
5.径流形成过程：一，降雨过程；二，流域蓄渗过程：三，坡面漫流过程;四，河槽集流过程。
（及其直接的关系）6.影响径流的因素：一，气候因素（包括降雨和蒸发）；二，下垫面因素。
7.水量补给来源：一，雨源类（秦岭，淮河以南地区）二，雨雪源类（华北，东北和部分西北地区）三，冰雪源类（西北地区新疆、青海等地）第二章水文统计原理1.水文现象特征：周期性、地区性和偶然性。
2.水文现象研究方法：成因分析法（小型）、地区归纳法（中型）、数理统计法（大型）。
3.频率：在一系列不重复的独立重复试验中，某一时间出现的次数与试验总次数的比值。
4.几率：在一定的条件可能出现也可能不出现，若用一个具体的数值表示出现的可能性大小，该数值称为几率。
（及其频率与概率的区别，注意！）5.累积频率（P）：大于和等于某一流量值出现的次数与总次数的比值。
重现期：T（年）=1/P2%的频率表示平均50年出现一次，但不表示100年一定出现两次。
6.维泊尔公式：P=m/n+1; P——统计系列中m项随机变量的经验频率；n——统计系列的容量；m——计算随机变量的序号7.根据我国多年使用经验，认为皮尔逊Ⅲ型曲线，比较符合我国多数地区水温现象的实际情况。
8.σ（均方差）21()n i i X X n σ=-=∑模比系数i K ，i i X K =i Q X Q= 2211(K 1)1()/(1)=n i n i v i i C XX n X X n σ==-==--∑∑ （用样本推算总体） 2211(K 1)1()/=n i n i v i i C X X n X Xn σ==-==-∑∑ （按总体计算） 331(1)/(3)ns i v i C K n C ==--∑ （用样本推算总体）331(1)/n s i v i C K nC ==-∑ （按总体计算）对于年最大流量系列 (1)p v p Q C Q K Q =Φ+=9.皮尔逊曲线族都是密度曲线，密度曲线的函数成为密度函数，皮尔逊Ⅲ曲线为一段有限，一段无限的偏态曲线，正偏态时，左边有限，右端无限的偏斜铃型曲线。
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。
