桥涵水文第六章（上）ppt课件.ppt

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1、第六章桥墩和桥台冲刷武汉理工大学交通学院1桥位河段水流图示和桥孔布置原则2桥孔长度3桥面标高4计算示例上章回顾第六章桥墩和桥台冲刷桥下河床冲刷计算是确定墩台基础最小埋置深度的重要依据。计算桥下冲刷线时，应考虑桥孔压缩后的桥下一般冲刷、墩台阻水引起的局部冲刷、河床自然演变冲刷以及调治构造物和桥位等其他因素影响引起的冲刷.第六章桥墩和桥台冲刷桥梁墩台冲刷一般包括三部分:河床自然（演变）冲刷、桥下河床全断面内发生的一般冲刷、桥墩周围水流结构发生急剧变化而引起的河床局部冲刷。桥梁墩台冲刷是一个综合复杂的冲刷过程

2、，为此，分解为上述独立的三个部分，分别进行计算，然后叠加，并取其不利组合作为墩台的最大冲刷深度，据以确定墩台基础最小埋置深度。第一节泥沙运动泥沙分类：按河槽内运动形式和性质不同，分为悬移质和推移质两类。悬移质：在一定的水流条件下，泥沙处于运动状态、颗粒较细的泥沙被水流中的漩涡带起，悬浮于水中向下游运动，沿水流方向前进的速度与水流的流速基本相同，这种泥沙称为悬移质。推移质：颗粒稍大的泥沙.则在河床表面上滚动、滑动或跳跃着向下游移动，前进的速度远远小于水流的流速，往往以沙波形式向前运动，这种泥沙称为推移质。

3、床沙：比推移质颖粒更大的泥沙，则下沉到河床上静止不动，称为床沙。悬移质，推移质和床沙之间颗粒大小的分界是相对的，随水流的流速大小而变化，并且三者之间还有在着相互交换的现象。第一节泥沙运动河槽泥沙分类：根据颗粒粗细及其来源的不同，又分为床沙质和冲泻质两类。床沙质：某一河段来自上游的泥沙中，一部分颗粒较粗，在床沙的组成中大量存在，可以认为它们直接来自上游的河床，并与本河段床沙有交换现象，这一部分泥沙就称为床沙质。冲泻质：另一部分颗粒较细的泥沙，在床沙的组成中只有少量存在或根本不存在，可以认为它们来自流域的表

4、而冲蚀，随水流冲泻而下，沿程与床沙无交换现象，并且也很少沉积，则称为冲泻质。床沙质与冲泻质的颗粒粗细也是相对的，随着水流条件及河流形态的改变，也将互相转化。影响河床演变、出现冲刷淤积变形的主要是床沙质。第一节泥沙运动对河床演变起主要作用的因素：桥梁上游，水流急剧变化－－推移质和床沙。长河段－－悬移质第一节泥沙运动一泥沙主要特性1几何特性一般用直径（粒径）、粒径级配曲线（粒配曲线）、平均粒径（）、中值粒径（）来表示。第一节泥沙运动一泥沙主要特性1几何特性1）粒径（d）泥沙颗拉的形状极不规则，通常采用与泥沙

5、颗粒同体积的球体直径，来表示泥沙预粒的大小，称为等容粒径，简称为粒径，一般用m或mm计。粒径的数值常和量测方法有关。粒径大于0.05mm左右的泥沙，一般采用筛析法量测，以标准筛的孔径来确定粒径的大小，粒径小于0.05mm左右的泥沙，则采用水析法，根据泥沙在静水中的沉降速度与粒径的关系来确定粒径的大小。对于大颗粒的卵(砾)石，可以直接量测。第一节泥沙运动一泥沙主要特性1几何特性2)粒径级配曲线(粒配曲线)河流泥沙是由大小不同的颗粒组成的群体，各种颖粒的粒径在群体中所占的比例，用级配曲线来表示。粒径级配曲线

6、通常画在半对数坐标纸上，横坐标表示粒径大小，纵坐标表示小于某粒径的泥沙在整个沙样中所占的重量百分比。第一节泥沙运动一泥沙主要特性1几何特性2)粒径级配曲线(粒配曲线)比较a、b曲线能看出什么？第一节泥沙运动一泥沙主要特性1几何特性2)粒径级配曲线(粒配曲线)粒径级配曲线能清楚地表明沙样粒径的大小和均匀程度，图中，沙样a的粒径较粗而大小级配均匀，沙样b的粒径较细而且大小级配不均匀。第一节泥沙运动一泥沙主要特性1几何特性3）平均粒径和中值粒径沙样的代表粒径常用平均粒径和中值粒径来表示。第一节泥沙运动3）平均

7、粒径和中值粒径第一节泥沙运动3）平均粒径和中值粒径一般用脚标表示泥沙粒径的频率。如d50、d5、d95等，表示小于该粒径的泥沙在沙样总重量中各占50％、5％、95％。其中心d50称为中值粒径，是一个十分重要的特征粒径，它表示大干和小于这种粒径的泥沙各占沙样总重量的一半，粒配曲线纵坐标50%所对应的横坐标，就是中值粒径d50的数值。第一节泥沙运动一泥沙主要特性2重力特性泥沙重力特性采用颗粒实体的单位体积的重力表示，称为容重（或干容重表示）。第一节泥沙运动3.水力特性泥沙沉速：泥沙颗粒在静止的清水中均匀下沉

8、的速度来表示，称为沉速，符号用ω表示，单位为cm/s。沉速是反映泥沙运动和河床冲淤可能性的要素.静水中的泥沙颗粒，在重力作用下开始以加速度下沉，下沉过程中颗粒受到水流的阻力，阻力随沉速加快而增大，当水阻力增大到与颗粒所受重力相等时，颗粒将以等速下沉，此时的下沉速度即为泥沙的沉速。不同的研究者，根据上述条件和实验资料，导出了一些沉速计算公式，并给出了设计手册表。第一节泥沙运动二泥沙的起动泥沙的起动：河床上的泥沙在水流作用下.由静止状态转变为运