桥墩基础局部冲刷计算方法的对比研究

发布时间：2021-02-12 05:55

　　桥墩基础局部冲刷深度是确定基础埋深和保证桥梁安全运营的重要参数。针对桥墩基础局部冲刷深度不同的计算公式在量纲和谐、一般冲刷深度及河床形态和床沙组成对局部冲刷深度的影响进行对比分析,并结合工程算例,对计算结果进行对比。研究表明:对于单墩桥墩,HEC-18公式和包尔达柯夫公式计算较为简便,且HEC-18公式的计算结果偏安全;对于复杂群桩承台桥墩,中国铁道科学研究院新公式比较规范,采用公式所考虑的因素更多,结果更安全。 

【文章来源】：泥沙研究. 2020,45(05)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

试验装置示意

由图2可知，对于非黏性土河床，相比文献[19]提供该计算工况1情况下的试验值6 cm，式(1)和式(4)的计算值偏安全。式(5)和式(7)的计算值相当，并与试验值接近。式(2)和式(3)计算值偏小。与试验值相比，式(1)～(5)及式(7)计算值分别为试验值的137.99%、56.43%、31.42%、149.55%、67.92%、71.87%。造成这种差别较大的原因，文献[5]认为主要原因在于河床颗粒影响系数，但其公式本身内在差别较大。对比计算工况1～2结果可知，在一定范围一般冲刷深度对局部冲刷深度影响较小，最大为式(4)的计算值为5.1 cm。对于黏性土河床，局部冲刷计算值从大到小依次为式(1)、式(7)、式(2)、式(6)。式(6)计算值偏不安全。由计算工况3～4结果可知，式(6)对一般冲刷深度更敏感，这是因为式(6)首先需判断一般冲刷深度与2.5倍计算宽度的大小，若小于2.5B1则敏感，而其他三种公式无需判断此条件。

选取某跨江铁路桥为算例，该桥纵桥向与河道正交，桥墩基础为桩基承台基础，为15跨32 m预应力简支箱梁(图3)。桥止处设计流量Q=5 500 m3/s，河床为砂砾，平均粒径，一般冲刷后墩前行近流速v=3.93 m/s，桥下一般冲刷后的最大水深hp=10.53 m，桩径φ=1 m。桥墩布置如图4所示。局部冲刷深度计算公式(2)、(8)～(10)计算参数见表3至表7。图4 桥墩及桩基布置(单位:cm)

【参考文献】：
期刊论文
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[3]冲刷深度对简支桥模态参数影响的模型试验[J]. 梁发云,王琛,贾承岳,王玉.  振动与冲击. 2016(14)
[4]中美规范桥墩局部冲刷深度计算的比较研究[J]. 祝志文,喻鹏.  中国公路学报. 2016(01)
[5]局部冲刷下群桩水平承载试验研究[J]. 何泓男,戴国亮,杨炎华,龚维明,代浩.  岩土力学. 2015(10)
[6]粘性土中桥墩基础局部冲刷计算方法对比分析[J]. 梁发云,王玉,贾承岳.  水文地质工程地质. 2014(02)
[7]桥台局部冲刷形态的CFD动态仿真[J]. 祝志文,喻鹏,刘震卿.  土木工程学报. 2014(03)
[8]桥墩局部冲刷防护的石块起动[J]. 江胜华,周智,欧进萍.  泥沙研究. 2013(04)
[9]复杂边界条件下桥墩冲刷的试验研究[J]. 赵嘉恒,张耀哲,李敏.  泥沙研究. 2013(01)
[10]桥墩局部冲刷计算研究[J]. 张佰战,李付军.  中国铁道科学. 2004(02)

硕士论文
[1]斜交桥的冲刷计算研究[D]. 刘哲.西南交通大学 2009



本文编号：3030363