第六章-沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)

第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)沖刷計(jì)算的目的

確定橋下最大沖刷深度，并確定橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)最小埋置深度，為既安全又經(jīng)濟(jì)的墩臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供重要的依據(jù)。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)沖刷過(guò)程的組成自然演變沖刷

沖刷計(jì)算時(shí)，假定這三種沖刷獨(dú)立地相繼地進(jìn)行，采用分別計(jì)算，最后疊加的方法進(jìn)行計(jì)算。一般沖刷局部沖刷第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)主要內(nèi)容：6.1橋下一般沖刷6.2局部沖刷

6.3最低沖刷線及基礎(chǔ)埋深6.4導(dǎo)治建筑物第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)第一節(jié)一般沖刷一、概述二、沖止流速公式三、輸沙平衡公式第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)一、概述

由于建橋后壓縮水流而在橋下河床全斷面內(nèi)發(fā)生的普通沖刷，稱為一般沖刷。一般沖刷深度：是指橋下河床在一般沖刷完成后從設(shè)計(jì)水位算起的最大垂線水深。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)

中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)“橋梁沖刷計(jì)算學(xué)術(shù)會(huì)議”推薦橋下一般沖刷計(jì)算公式64-1計(jì)算式和64-2計(jì)算式：

64-1計(jì)算式是根據(jù)我國(guó)各類河段52座橋梁118站年實(shí)測(cè)洪水沖刷資料，參照國(guó)外同類公式，依據(jù)沖止流速的概念建立的一般沖刷計(jì)算公式。

64-2計(jì)算式是根據(jù)我國(guó)橋梁實(shí)測(cè)洪水沖刷觀測(cè)資料，參照國(guó)外同類公式，依據(jù)橋下河槽輸沙平衡原理建立。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)二、沖止流速公式（64-1式）沖止流速

橋下一般沖刷停止時(shí)的垂線平均流速稱為沖止流速，以vz（m/s）表示。

在一般沖刷過(guò)程中，橋下斷面內(nèi)任意垂線的平均流速降低到該垂線的沖止流速時(shí)，沖刷即停止，此時(shí)達(dá)到最大一般沖刷垂線水深hp。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)

一般沖刷停止時(shí)，最大水深hp與橋下最大單寬流量qmax之間的關(guān)系為：一般沖刷后最大水深：橋下斷面平均單寬流量：橋下斷面最大單寬流量：

根據(jù)水力學(xué)連續(xù)性原理，單寬流量q=hv，h是垂線水深，v是垂線平均流速。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)—橋孔凈長(zhǎng)；—橋下河槽部分最大水深；—橋下河槽部分平均水深；—單寬流量集中系數(shù)；—墩臺(tái)側(cè)面因漩渦形成滯留區(qū)而減少過(guò)水面積的折減系數(shù)；第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)橋下斷面河床一般沖刷計(jì)算非黏性土河床黏性土河床河槽河灘河槽河灘一般認(rèn)為泥沙顆粒小于0.05mm的泥沙屬于黏性土。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)1.非黏性土河床橋下一般沖刷的計(jì)算

（1）河槽部分沖止流速：第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)—橋下河槽部分一般沖刷后的最大水深；—橋下河槽部分橋孔過(guò)水凈寬；—橋下河槽部分最大水深；—橋下河槽部分平均水深；—單寬流量集中系數(shù)；—與汛期含沙量有關(guān)的系數(shù)；—河槽土平均粒徑；—墩臺(tái)側(cè)面因漩渦形成滯留區(qū)而減少過(guò)水面積的折減系數(shù)；第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)—橋下河槽部分通過(guò)的設(shè)計(jì)流量，當(dāng)河槽能擴(kuò)寬至全橋時(shí)取用Qp；不能時(shí)按下式計(jì)算：—計(jì)算斷面天然河槽流量；—天然狀態(tài)河灘部分通過(guò)流量；第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)無(wú)實(shí)測(cè)資料時(shí)Qc按下式計(jì)算：—河槽部分過(guò)水?dāng)嗝娣e、謝才流速系數(shù)；—河灘部分過(guò)水?dāng)嗝娣e、謝才流速系數(shù)、平均水深。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)（2）河灘及人工渠道部分

橋下河灘沖刷后，只有當(dāng)流速降低到土壤容許不沖刷流速時(shí)，才逐漸停止，其沖止流速為河灘土壤容許不沖刷流速。橋下河灘部分的一般沖刷深度為：—橋下河灘部分橋孔過(guò)水凈寬；—水深1m時(shí)非黏性土的不沖刷流速；第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)—橋下河灘部分通過(guò)的設(shè)計(jì)流量；—計(jì)算斷面天然河槽流量；—天然狀態(tài)河灘部分通過(guò)流量；第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)無(wú)實(shí)測(cè)資料時(shí)Qt按下式計(jì)算：—河槽部分過(guò)水?dāng)嗝娣e、謝才流速系數(shù)；—河灘部分過(guò)水?dāng)嗝娣e、謝才流速系數(shù)、平均水深。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)2.黏性土河床橋下一般沖刷

黏性土的物理狀態(tài)可以用液性指數(shù)IL來(lái)表示。（1）河槽部分沖止流速：又所以第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)（2）河灘部分

沖止流速：又所以第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)三、輸沙平衡公式（64-2式）對(duì)非黏性土河床，上游來(lái)沙量G1小于橋下輸沙量G2時(shí)，橋下斷面出現(xiàn)沖刷；水深和橋下過(guò)水?dāng)嗝嬷饾u增大，橋下流速減小，水流挾沙能力降低，沖刷減緩；

當(dāng)G1=G2時(shí)沖刷趨于停止，達(dá)到最大沖刷深度。

橋下河槽的一般沖刷主要是通過(guò)推移質(zhì)的運(yùn)動(dòng)來(lái)完成的?？梢愿鶕?jù)河槽斷面推移質(zhì)輸沙量的平衡條件，導(dǎo)出一般沖刷計(jì)算公式。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)推移質(zhì)輸沙率gs與水流垂線平均流速v的關(guān)系：

若橋位上游天然河槽斷面的流量為Q1，河槽寬度為B1c，河槽平均水深為h1，則上游天然斷面來(lái)沙量為：推移質(zhì)輸沙率：

單位時(shí)間內(nèi)，在河槽單位寬度過(guò)水?dāng)嗝嫔贤ㄟ^(guò)的推移質(zhì)數(shù)量，稱為推移質(zhì)輸沙率(kg/s.m)。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)

若橋下河槽斷面的流量為Qc，河槽寬度為B2，有效輸沙寬度為μ(1-λ)B2，一般沖刷后的水深為hp，則橋下輸沙量為：由G1=G2，整理后得：第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)

考慮推移質(zhì)輸沙率沿河槽寬度的不均勻分布及河床特征，引入綜合系數(shù)K和單寬流量集中系數(shù)A，得一般沖刷深度計(jì)算公式(式64-2)為：—橋下河槽最大水深；—與相對(duì)糙率有關(guān)的指數(shù)。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)

對(duì)于非粘性土河槽一般沖刷的計(jì)算，《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGC30—2002)對(duì)原64-1、64-2式進(jìn)行了簡(jiǎn)化和修正，形成了64-2的簡(jiǎn)化式和64-1修正式。64-2簡(jiǎn)化式

64-1修正式

第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)第二節(jié)局部沖刷一、局部沖刷的機(jī)理二、局部沖刷的計(jì)算

第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)一、局部沖刷的機(jī)理

流向橋墩的水流受到墩身的阻擋，水流繞流，橋墩周圍的水流發(fā)生急劇變化，形成復(fù)雜的旋渦流體。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)一部分水流因?yàn)闆_擊墩的前端形成沿橋墩向上流動(dòng)的水流，使墩前出現(xiàn)涌高，或叫爬高。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)一部分水流沿橋墩迎水面向下的水流直到河底，并在河底形成一個(gè)水平軸與行進(jìn)水流反向的旋渦，這底部的旋渦是局部沖刷的主要?jiǎng)恿?。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)另一部分水流繞墩而過(guò)，這部分水流在墩兩側(cè)的河床面附近形成馬蹄形旋渦。另外，在墩后還有一對(duì)豎軸漩渦。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)

水流遇到橋墩形成的這種復(fù)雜水流結(jié)構(gòu)，劇烈淘刷橋墩迎水端和周圍的泥沙，形成局部沖刷坑，隨著沖刷坑的不斷加深，坑底流速逐漸降低，水流挾沙能力逐漸減弱，當(dāng)上游進(jìn)入沖刷坑的泥沙與水流沖走的泥沙相等時(shí)，沖刷深度不再增加，沖刷停止。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)局部沖刷坑的組成：下部是河底向下反向旋渦淘刷形成的，邊坡比較陡，坑的范圍也不大；上部是當(dāng)下部沖刷坑形成后，床沙下塌形成的，其邊坡接近于土壤水中的安息角α，其范圍隨著下部沖刷坑的下降而加大；在墩后一對(duì)豎軸漩渦，使得墩后的泥沙發(fā)生淤積?？ㄩT(mén)渦街第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)卡門(mén)渦街

馮·卡門(mén)（Theodore

von

Kármán

1881-1963）是美藉匈牙利力學(xué)家，近代力學(xué)的奠基人之一，是我國(guó)著名科學(xué)家錢學(xué)森、錢偉長(zhǎng)、郭永懷在美國(guó)加州理工學(xué)院時(shí)的導(dǎo)師。卡門(mén)渦街是流體力學(xué)中重要的現(xiàn)象。在自然界中?？捎龅剑谝欢l件下的定常來(lái)流繞過(guò)某些物體時(shí)，物體兩側(cè)會(huì)周期性地脫落出旋轉(zhuǎn)方向相反、排列規(guī)則的雙列線渦，經(jīng)過(guò)非線性作用后，形成卡門(mén)渦街。如水流過(guò)橋墩，風(fēng)吹過(guò)高塔、煙囪、電線等都會(huì)形成卡門(mén)渦街。出現(xiàn)渦街時(shí)，流體對(duì)物體會(huì)產(chǎn)生一個(gè)周期性的交變橫向作用力。如果力的頻率與物體的固有頻率相接近，就會(huì)引起共振，甚至使物體損壞。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)

1940年，美國(guó)華盛頓州的塔科瑪峽谷上花費(fèi)640萬(wàn)美元，建造了一座主跨度853.4米的懸索橋。建成4個(gè)月后，于同年11月7日碰到了一場(chǎng)風(fēng)速為19米/秒的風(fēng)。雖風(fēng)不算大，但橋卻發(fā)生了劇烈的扭曲振動(dòng)，且振幅越來(lái)越大（接近9米），直到橋面傾斜到45度左右，使吊桿逐根拉斷導(dǎo)致橋面鋼梁折斷而塌毀，墜落到峽谷之中。人們?cè)谡{(diào)查這一事故收集歷史資料時(shí)，驚異地發(fā)現(xiàn)：從1818年到19世紀(jì)末，由風(fēng)引起的橋梁振動(dòng)己至少毀壞了11座懸索橋。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)

第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，人們對(duì)塔科瑪橋的風(fēng)毀事故的原因進(jìn)行了研究。一部份航空工程師認(rèn)為塔科瑪橋的振動(dòng)類似于機(jī)翼的顫振；而以馮·卡門(mén)為代表的流體力學(xué)家認(rèn)為，塔科瑪橋的主梁有著鈍頭的H型斷面，和流線型的機(jī)翼不同，存在著明顯的渦旋脫落，應(yīng)該用渦激共振機(jī)理來(lái)解釋。馮·卡門(mén)1954年在《空氣動(dòng)力學(xué)的發(fā)展》一書(shū)中寫(xiě)道：塔科瑪海峽大橋的毀壞，是由周期性旋渦的共振引起的。設(shè)計(jì)的人想建造一個(gè)較便宜的結(jié)構(gòu)，采用了平板來(lái)代替桁架作為邊墻。不幸，這些平板引起了渦旋的發(fā)放，使橋身開(kāi)始扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。這一大橋的破壞現(xiàn)象，是振動(dòng)與渦旋發(fā)放發(fā)生共振而引起的。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)

20世紀(jì)60年代，經(jīng)過(guò)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，證明了馮·卡門(mén)的分析是正確的。塔科瑪橋的風(fēng)毀事故，是一定流速的流體流經(jīng)邊墻時(shí)，產(chǎn)生了卡門(mén)渦街；卡門(mén)渦街后渦的交替發(fā)放，會(huì)在物體上產(chǎn)生垂直于流動(dòng)方向的交變側(cè)向力，迫使橋梁產(chǎn)生振動(dòng)，當(dāng)發(fā)放頻率與橋梁結(jié)構(gòu)的固有頻率相耦合時(shí)，就會(huì)發(fā)生共振，造成破壞。塔科瑪橋重建第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)二、局部沖刷的計(jì)算

局部沖刷深度hb通常是以一般沖刷hp完成后的高程算起，所表示的是橋墩垂線上的沖刷深度。

沖刷坑深度和大小的影響因素除墩前行近流速外，還包括橋墩寬度、墩形、水深、床沙粒徑等。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)局部沖刷的計(jì)算公式：

《鐵路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》中要求局部沖刷按照65-1修正式計(jì)算，《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGC30—2002)中局部沖刷既可按65-1修正式計(jì)算也可按65-2式計(jì)算。橋下斷面河床局部沖刷計(jì)算非黏性土河床黏性土河床第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)1.非黏性土河床(1)65-1修正式—橋墩局部沖刷深度(m)，從一般沖刷后床面算起。—河床泥沙起動(dòng)流速?！涨澳嗌车钠饹_流速?！獦蚨沼?jì)算寬度(m)

。—一般沖刷后的墩前行近流速。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)—墩形系數(shù)。—河床顆粒影響系數(shù)。—指數(shù)，與流速與泥沙粒徑有關(guān)?！话銢_刷后的墩前行近流速，即橋墩上游不遠(yuǎn)處，未受繞流影響的墩前天然流速

。由于假定局部沖刷是在一般沖刷完成后進(jìn)行的，故取一般沖刷終止后的墩前流速作為墩前行近流速，相應(yīng)的墩前行近水深為一般沖刷后的最大水深hp。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)(2)65-2式第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)2.黏性土河床第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)第三節(jié)最低沖刷線及基礎(chǔ)埋深一、最低沖刷線二、公路橋梁基底最小埋深的確定三、鐵路橋梁基底最小埋深的確定四、沖刷引起的事故第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)一、最低沖刷線

在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，橋墩或橋臺(tái)處，全部沖刷完成后的河床面位置，稱為最低沖刷線。橋墩的最低沖刷線高程Hmin(m)為:Hmin：橋墩的最低沖刷線高程(m)；Hp：設(shè)計(jì)水位(m)；hp：一般沖刷后最大水深(m)；hb：橋墩沖刷深度(m)。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)二、公路橋梁基底最小埋深的確定取河床自然演變沖刷、一般沖刷和局部沖刷的不利組合。

《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》非巖石河床墩臺(tái)基底埋深安全值：非巖石河床基底低埋深安全值橋梁類別總沖刷深度（m）05101520一般橋梁1.52.02.53.03.5特殊大橋2.02.53.03.54.0第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)三、鐵路橋梁基底最小埋深的確定《鐵路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：1.對(duì)于非巖石河床而無(wú)沖刷處或河床設(shè)有鋪砌防沖處，基底埋在地面以下不應(yīng)小于2.0m，困難情況下不應(yīng)小于1.0m；2.在有沖刷處，基底埋在墩臺(tái)局部沖刷線下不應(yīng)小于下列安全值：（1）對(duì)于一般橋梁，安全值為2.0m加沖刷總深度的10%；第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)

另外對(duì)于巖石河床上墩臺(tái)基底埋入巖面的深度，應(yīng)考慮巖石的可能沖刷，根據(jù)巖石的堅(jiān)硬度，膠結(jié)物類別，風(fēng)化程度，節(jié)理、裂隙、層理發(fā)育情況等分析確定。（2）對(duì)于技術(shù)復(fù)雜、修復(fù)困難或重要的特大橋、大橋，安全值為3.0m加沖刷總深度的10%，如表6-6所示。沖刷總深度05101520安全值一般橋梁2.02.53.03.54.0技術(shù)復(fù)雜、修復(fù)困難或重要的特大橋、大橋設(shè)計(jì)流量3.03.54.04.55.0檢算流量1.51.82.02.32.5第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)四、沖刷引起的事故2009年6月29日2時(shí)40分許，黑龍江省鐵力市西大橋發(fā)生橋體垮塌事故，共有8臺(tái)車輛和車上21人落水，造成4人死亡、4人受傷。

依據(jù)專家意見(jiàn)，調(diào)查組圍繞設(shè)計(jì)、施工、外力作用、自然環(huán)境影響等關(guān)鍵因素，對(duì)橋梁垮塌的原因進(jìn)行了綜合分析、認(rèn)定。經(jīng)結(jié)構(gòu)驗(yàn)算和主要受力結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)取樣試驗(yàn)，結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)事故原因：鐵力市西大橋橋位于呼蘭河上游，河流季節(jié)性變化明顯，細(xì)砂質(zhì)河床，沖淤變化大，河床不穩(wěn)定。該橋梁塌垮之前主河道位于3號(hào)孔、4號(hào)孔，而5號(hào)孔河床較高，沒(méi)有過(guò)水。由于主河道改變，形成了水流方向與3號(hào)墩橫橋軸線斜交的水流，造成了3號(hào)墩基礎(chǔ)沖刷嚴(yán)重。進(jìn)入6月份以來(lái)，該地區(qū)持續(xù)降雨，橋位上游河段水流測(cè)點(diǎn)流速最高達(dá)2.29m/s，致使3號(hào)墩基底沖刷驟然加劇，基底局部脫空，承載力不足，基礎(chǔ)發(fā)生了不均勻沉降和位移，連帶第1號(hào)、2號(hào)墩發(fā)生不同程度位移，各孔上部結(jié)構(gòu)承載能力不足。當(dāng)?shù)谝慌_(tái)車由慶安方向行駛至1號(hào)孔橋面時(shí)，在車輛荷載作用下，3號(hào)墩基礎(chǔ)進(jìn)一步下沉、位移，其他各墩基礎(chǔ)位移加大，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。1號(hào)孔上部結(jié)構(gòu)首先塌落，2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)墩在不平衡推力的作用下位移加大，上部結(jié)構(gòu)相繼垮塌。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)壓塌橋體的超載掛車

2009年8月7日14時(shí)，伊春市召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì)公布“6?29”鐵力大橋垮塌事故調(diào)查結(jié)果。事故調(diào)查組認(rèn)定導(dǎo)致橋梁跨塌的直接原因是3號(hào)墩基底局部被水沖刷脫空，承載力不足，基礎(chǔ)沉降和位移所致。車輛對(duì)橋的作用力僅是誘因。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)橋墩沖刷嚴(yán)重（潛在威脅）第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)橋墩沖毀，梁體落水第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)埋深不夠或者設(shè)計(jì)不當(dāng)導(dǎo)致基礎(chǔ)下沉第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)埋深不夠?qū)е聵蚨諆A斜、落梁第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)2010.8.19寶成線石亭江大橋沖毀火車落水第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)導(dǎo)治結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)導(dǎo)致橋頭路基損毀第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)第四節(jié)導(dǎo)治建筑物

導(dǎo)治建筑物是橋梁工程的重要組成部分，用以調(diào)節(jié)水流，使水流均勻、順暢地流過(guò)橋孔，防止橋下斷面和上下游附近的河床、河岸發(fā)生不利變形，確保橋梁安全。

一、導(dǎo)治建筑物的類型二、導(dǎo)治建筑物的布設(shè)原則三、各種導(dǎo)致建筑物簡(jiǎn)介第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)一、導(dǎo)治建筑物的類型按照建筑材料和使用年限輕型（或臨時(shí)性）重型（或永久性）按照與水位的關(guān)系淹沒(méi)式非淹沒(méi)式對(duì)于各級(jí)水位或設(shè)計(jì)水位都不被淹沒(méi)。按照建筑物干擾水流的情況護(hù)坡護(hù)腳工程透水建筑物非透水建筑物環(huán)流導(dǎo)治建筑物按照建筑物的外形和作用導(dǎo)流堤錐體護(hù)坡丁壩、順壩、格壩各種護(hù)岸護(hù)堤第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)

護(hù)坡護(hù)腳工程是指用抗沖材料直接鋪在岸坡和坡腳所做成的連續(xù)覆蓋式的護(hù)岸工程。除抗御水流沖刷外，對(duì)水流基本上不起干擾作用。

透水建筑物系指用竹、木、樹(shù)梢、鐵絲等建筑材料建成的，除容許水流繞流和漫流外，還容許水穿流于建筑物內(nèi)部。除可對(duì)水流起一定程度的挑流、導(dǎo)流或堵塞等干擾外，還起緩流落淤等作用。

非透水建筑物系指用土、石、混凝土、金屬等材料修建的，只容許水流繞行和漫溢，不容許水流穿流于內(nèi)部的建筑物。它能挑流、導(dǎo)流或堵塞水流等，對(duì)水流有較大的干擾作用，也能導(dǎo)致嚴(yán)重的局部沖刷，多用于永久性工程。

環(huán)流導(dǎo)治建筑物又稱為導(dǎo)流裝置，系為一種激起人工環(huán)流的建筑物，可用來(lái)控制泥沙運(yùn)動(dòng)，從而控制河床的沖淤。多用于灌溉渠引水口的整治、護(hù)岸、改善航道等。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)二、導(dǎo)治建筑物的布設(shè)原則導(dǎo)治建筑物的布設(shè)要順應(yīng)水勢(shì)，因勢(shì)利導(dǎo)，因地制宜。導(dǎo)治建筑物的布設(shè)，應(yīng)結(jié)合河段特性，水文、地形和地質(zhì)等自然條件，橋頭路堤位置，通航要求，水利設(shè)施等因素綜合考慮，兼顧兩岸、上下游、洪水枯水位，確定總體布設(shè)方案。水文及河床變形復(fù)雜的河段，橋孔和導(dǎo)治建筑物的布設(shè)應(yīng)做水工模型試驗(yàn)，進(jìn)行分析驗(yàn)證。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)三、各種導(dǎo)治建筑物簡(jiǎn)介導(dǎo)流堤丁壩丁壩群勾頭壩順壩格壩鎖壩第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)(一)、導(dǎo)流堤設(shè)置導(dǎo)流堤的目的：

河灘流量較大時(shí)，橋上游應(yīng)修建導(dǎo)流堤，引導(dǎo)上游水流和河灘水流逐漸改變方向，形成平行水流，平順地通過(guò)橋孔，使橋下斷面的流速、水深及輸沙等分布都較為均勻，避免橋下和橋頭出現(xiàn)過(guò)大的集中沖刷。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)設(shè)置導(dǎo)流堤的依據(jù)：

是否設(shè)置導(dǎo)流堤，應(yīng)根據(jù)河灘流量占總流量的比例來(lái)確定。被橋頭路堤阻斷的河灘流量占總流量的15%（單側(cè)河灘）或25%（雙側(cè)河灘）以上時(shí)，應(yīng)設(shè)置導(dǎo)流堤；但當(dāng)河灘部分流量較小、流速又小于1m/s或地形有利匯水時(shí)，也可不設(shè)導(dǎo)流堤。當(dāng)橋位上游有支汊匯入、水流紊亂時(shí)，應(yīng)視地形、流向及地質(zhì)條件設(shè)置導(dǎo)流堤。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)導(dǎo)流堤的類型：非封閉式導(dǎo)流堤：導(dǎo)流堤比較短，而且上游堤端在泛濫界之內(nèi)。封閉式導(dǎo)流堤：導(dǎo)流堤較長(zhǎng)并且將上游堤端伸出泛濫界之外時(shí)。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)非封閉式導(dǎo)流堤（1）平面形狀由上游壩和下游壩組成，上游壩的端部稱為壩端，導(dǎo)流堤與橋梁連接處，稱為壩根。堤的平面形狀有曲線形和直線形兩種。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)馬刺形導(dǎo)流堤在河灘水流不很大時(shí)．馬刺形導(dǎo)流堤可用于橋軸線上游，使上游水流較順利地通過(guò)橋孔。(a)導(dǎo)流堤曲線半徑越靠根部越大，在橋孔處已近于直線，水流勻順，利于通航；(b)導(dǎo)流提曲線半徑不變，長(zhǎng)度較(a)小，較省，水流基本勻順，但橋軸下游稍有游渦，不利于通航；(c)導(dǎo)流提曲線半徑越到橋孔越小，水流較多的沖向河心和對(duì)岸，堤頭有沖刷，下游有淤積。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)梨形導(dǎo)流堤當(dāng)橋頭引線順著水流而斜交時(shí)，河灘水流沿河灘路堤而流動(dòng)，此時(shí)，若采用馬刺形導(dǎo)流堤，堤根部要受到水流的沖擊?？刹捎美嫘螌?dǎo)流堤，它的后支將水流導(dǎo)離路堤進(jìn)入橋孔，避免水流沖擊導(dǎo)流堤根部。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)由于梨形堤導(dǎo)引河灘水流的作用比較小，所以經(jīng)常結(jié)合丁壩使用。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)桃形導(dǎo)流堤第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)（2）導(dǎo)流堤的橫斷面和堤頂高程導(dǎo)流堤的橫斷面尺寸按表6-8采用。當(dāng)?shù)痰母叨却笥?2m或坡腳長(zhǎng)期浸水時(shí)，應(yīng)專門(mén)設(shè)計(jì)。堤頂高程：軸線處堤頂高程應(yīng)考慮設(shè)計(jì)水位、橋前壅水高度、波浪爬坡高度，床面淤積等水面升高，還用加0.25m的安全值。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)封閉式導(dǎo)流堤

對(duì)于河槽擺動(dòng)很大的變遷性和沖擊漫流性河段，為了逐漸縮窄河槽的擺動(dòng)幅度，使水流和泥沙平穩(wěn)地通過(guò)橋孔，并保證農(nóng)田和村鎮(zhèn)的安全，往往設(shè)置較長(zhǎng)的導(dǎo)流堤，并且將上游堤端伸出泛濫界之外，這種導(dǎo)流堤稱為封閉式導(dǎo)流堤。第六章沖刷計(jì)算及導(dǎo)治建筑物的布設(shè)(二)、丁壩