冲刷计算

4.4.1自然冲刷河床演变是一个非常复杂的自然过程，目前尚无可靠的定量分析计算方法，根据《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30—2002）中7.2条的要求，河床的自然冲刷是河床逐年自然下切的深度。经深入调查，桥位处河段整体无明显自然下切现象，由于泥沙淤积，河床会逐年抬高，本次计算不考虑自然冲刷的情况。4.4.2一般冲刷大桥建成后，由于受桥墩阻水影响，桥位断面过水断面减小，从而引起断面流速增大，水流挟沙能力也随之增大，会造成桥位断面河床冲刷。根据地质勘察报告，桥位处河床为砂卵石层，河床泥沙平均粒径为40（mm）。按《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30—2002）的技术要求，非粘性土河床的一般冲刷可采用64—2简化公式计算：max66.029.02104.1hBBQQAhccpμλ公式中：hp——桥下河槽一般冲刷后最大水深（m）；Q2——桥下河槽部分通过的设计流量（m3/s）；Qc——天然状态下河槽流量（m3/s）；A——单宽流量集中系数15.0HBA；BC——计算断面天然河床宽度（m）；λ——设计水位下，桥墩阻水面积与桥下过水面积比值；μ——桥台前缘和桥墩两侧的漩涡区宽度与桥孔长度之比；B2——桥下断面河床宽度（m）；hmax——桥下河槽最大水深（m）。经计算：桥址处各设计频率一般冲刷深度成果见表4.4—1。表4.4—1XX大桥一般冲刷计算成果表项目设计标准Q（m3/s）μBc（m）B2（m）Hmax（m）hp（m）hp—hmax（m）100年120000.99614.1578.114.2518.914.664.4.3局部冲刷根据XX大桥桥型布置图，按《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30—2002）的技术要求，局部冲刷计算采用65—1修正式中的公式进行计算：当V＞V0时，10,00,'006.011,b)(Kn　VVVVvBKhvξhb—桥墩局部冲刷深度（m）从一般冲刷后床面算起；Kξ—墩形系数，Kξ=1.05；Kη1—河床颗粒影响系数；B1—桥墩计算宽度；V—一般冲刷后墩前行近流速（m/s）；V0—河床泥沙起动流速（m/s）；V,0—墩前泥沙起冲流速（m/s）；n1—指数。由公式计算一般冲刷后床面起算局部冲刷深度，桥址处局部冲刷深度为2.07m，各项参数见表4.4—2。表4.4-2XX大桥局部冲刷计算成果表项目设计标准KξB1（m）Kη1V（m/s）V0（m/s）V,0（m/s）n1hb（m）100年1.054.50.612.702.551.340.992.144.4.4冲刷总水深根据一般冲刷与局部冲刷计算结果，确定桥下冲刷总水深，见表4.4—3。表4.4—3冲刷总水深计算成果表计算工况一般冲刷深度(m)局部冲刷深度(m)冲刷总深(m)100年4.662.146.80经复核计算，桥位处按现状河底高程122.05m，100年一遇设计洪水总冲刷深度为6.80m，最大冲刷位置高程114.39m。建议设计单位按冲刷计算高程进一步复核桩长。XX大桥桥位处，X河现状河底高程为122.05m。桥梁承台顶部设计高程为121.674～123.678m，承台高3m，根据《公路工程水文勘测设计规范》（JTJ062—2002），表7.6—2基底埋深安全值确定，建议桥墩承台设计高程在总冲刷深度以下采用122.05—6.8—2.7m=112.55m。