式中:
hp——桥下一般冲刷后的最大水深(m);
Qp——频率为P%的设计流量(m3/s);
Q2——桥下河槽部分通过的设计流量(m3/s),当河槽能扩宽至全桥时取用Qp;
Qc——天然状态下河槽部分设计流量(m3/s);
Qt1——天然状态下桥下河滩部分设计流量(m3/s);
Bcg——桥长范围内的河槽宽度(m),当河槽能扩宽至全桥时取用桥孔总长度;
Bz——造床流量下的河槽宽度(m),对复式河床可取平滩水位时河槽宽度;
λ——设计水位下,在Bcg宽度范围内,桥墩阻水总面积与过水面积的比值;
μ——桥墩水流侧向压缩系数;
hcm——河槽最大水深(m);
Ad——单宽流量集中系数,山前变迁、游荡、宽滩河段当Ad>1.8时,Ad值可采用1. 8;
Hz——造床流量下的河槽平均水深(m),对复式河床可取平滩水位时河槽平均水深。
②非粘性土河床桥墩局部冲刷计算
桥渡冲刷的产生是由于桥墩阻碍了水流,使水流形态发生变化,一般在墩前两侧发生集中现象,引起动能增加;另一方面水流受阻后部分动能转化为位能,由于水流形态变化,桥墩附近水流冲刷能力加大,在桥墩处产生冲刷坑。
局部冲刷计算公式
当V≤V0时,
当V>V0时,
式中:
hb——桥墩局部冲刷深度(m):
Kξ——墩形系数;
B1——桥墩计算宽度(m);
hp——一般冲刷后的最大水深(m);
d ——河床泥沙平均粒径(mm);
Kη2——河床颗粒影响系数;
V ——一般冲刷后墩前行近流速(m/s),
Vo——河床泥沙起动流速(m/s);
V,0——墩前泥沙起冲流速(m/s);
n2 ——指数。
冲刷深度计算数据及结果详见表1。
表 1 桥梁冲刷数据及结果表
频率(%) | 2% | 3.3% | |
黄陂滠水一桥 (原有) | Qp(m3/s) | 4428 | 3757 |
Qc(m3/s) | 2461 | 2088 | |
Qt1(m3/s) | 1967 | 1669 | |
Bcg(m) | 95 | 95 | |
Bz(m) | 101 | 101 | |
λ | 0.079 | 0.079 | |
υ | 0.965 | 0.97 | |
hcm | 13.87 | 13.61 | |
Hz(m) | 3.27 | 3.27 | |
Kξ | 0.96 | 0.96 | |
B1(m) | 2.97 | 2.97 | |
dm(mm) | 2.84 | 2.84 | |
V(m/s) | 3.01 | 1.81 | |
n2 | 0.68 | 0.68 | |
黄陂滠水一桥 (拟建) | Qp(m3/s) | 4428 | 4428 |
Qc(m3/s) | 31 | 2632 | |
Qt1(m3/s) | 12 | 1126 | |
Bcg(m) | 137 | 137 | |
Bz(m) | 145.22 | 145.22 | |
λ | 0.048 | 0.053 | |
υ | 0.98 | 0.985 | |
hcm | 13.61 | 13.46 | |
Hz(m) | 4.25 | 4.25 | |
Kξ | 0.96 | 0.96 | |
B1(m) | 2.97 | 2.97 | |
dm(mm) | 2.84 | 2.84 | |
V(m/s) | 2.06 | 1.78 | |
n2 | 0.65 | 0.68 |
表 4-18 桥梁冲刷深度计算表
频率(%) | 2% | 3.3% | |
黄陂滠水一桥 (原有) | 一般河槽冲刷深度(m) | 18.18 | 17.73 |
桥墩局部冲刷深度(m) | 3.90 | 3.13 | |
合计(m) | 22.08 | 20.87 | |
黄陂滠水一桥 (拟建) | 一般河槽冲刷深度(m) | 4.11 | 4.08 |
桥墩局部冲刷深度(m) | 3.07 | 2.85 | |
合计(m) | 7.18 | 6.92 |