浅谈防洪影响评价中河道冲刷深度计算

通过对管道穿越河道防洪评价工程的设计发现,防洪堤基础处理最重要的依据即为冲刷深度,影响防洪堤冲刷深度计算有多种计算公式,其最终计算结果相差较大,究竟选用哪一个结果合理,通过对《新疆独山子—乌鲁木齐—鄯善原油管道工程9条河流穿越段防洪影响评价报告》中的9条河道所选取的断面进行分析计算,按多种方法计算的成果来分析确定各河道所在断面的最大冲刷深度值,并对计算有较大影响的起动流速及泥沙粒径进行了分析。     

浅析防洪评价中冲刷深度的计算与探讨

随着我国临河工程逐年增加,防洪安全的重要性日趋显现,而洪水对桥梁造成破坏的主要原因就是冲刷。合理的冲刷深度计算是桥梁设计的重要依据,也是整座桥梁可以安全运营的重要保障。研究出适用于桥墩冲刷深度计算的方法,对提高桥梁设计的安全性、可靠性有着重要的现实意义。笔者通过综合分析历史水文资料,总结了河床冲刷的危害,并通过阜锦线义县城区段改建工程特大桥现有资料及相关规划的分析,合理地计算出该桥梁的冲刷深度,为防洪影响评价工作提供重要保障。     

非粘性土覆盖的岩石河床桥墩冲刷计算分析

桥下河床的冲刷计算,是确定桥梁孔径及墩台基础埋深的重要因素。桥下河槽冲刷包括:河槽的天然演变冲刷,桥梁压缩河槽所引起的一般冲刷和桥墩周围的局部冲刷。本文以石峡沟特大桥为例,计算非粘性土覆盖的岩石河床桥墩的一般冲刷与局部冲刷。1.工程水文背景石峡沟发源于石峡梁,主沟全长18km,汇水面积为81.2km,最终流入清水川。桥址处河道蜿蜒曲折,流速较快,河岸冲刷严重,河流所到之处均裸露岩石,并伴有石块沉落在沟内。在DK25+620处全部流量从河槽通过,斜交角度为54°,流量大小为657.5m/s。百年一遇水位23     

新疆奎屯古尔图河河道治理

古尔图河位于新疆维吾尔自治区乌苏市境内,暴雨季节,洪水挟大量泥砂堵塞河道,造成河床淤积抬高,致使防洪堤失效.文中分析了该河流的洪水成因,拟定了河道防洪方案,确定了河道防洪标准及堤顶高程,选定了堤防工程方案并且计算了堤防基础的冲刷深度,特别就规范（GB50286-98）中冲刷深度计算的计量单位提出不同意见,指出了规范中的错误.     

天津市疏港联络线8座桥梁建设的防洪影响分析

本文通过对天津市滨海新区疏港联络线8座桥梁建设进行防洪影响分析,主要内容包括建设项目布置型式分析、壅水分析计算、冲刷分析计算、梁底高程分析计算和防洪影响综合评价等[1]。通过分析计算得出,桥前壅水发生在近桥附近,对下游河道流速、流势的影响较小;跨河桥梁实施以后,桥位处的流速变化不大,对水流流向不会产生较大影响。桥墩局部冲刷深度较小,对总体河势基本不产生影响。同时,为减轻壅水和冲刷造成的影响,提出一些处理措施。     

黄河下游在役桥梁群桩基础冲刷特性

为了探明黄河下游在役桥梁群桩基础的冲刷特性,对郑州刘江黄河公路大桥群桩基础进行了冲刷深度测试。测试结果表明:黄河河道展宽作用使得黄河水流对桥梁群桩基础的冲刷主要表现在侧向冲蚀,而非河道处为垂直向下冲刷,导致跨黄河桥梁群桩基础局部冲刷坑最大深度位置并没有全部出现在群桩迎水侧前方,而是部分出现在顺水流方向的侧面;黄河水流对跨黄河桥梁群桩基础冲刷作用最强烈的位置并不是主河道水深最深或水流流量最大的位置,而是在主河道两侧的位置;一般情况下,在顺水流方向,跨黄河桥梁群桩基础迎水侧冲刷深度大于背水侧,迎水侧的冲刷坑坑壁坡度较背水侧陡;群桩基础冲刷坑边缘大多数在距承台2.25倍桩径处;河道转弯对河床冲刷的影响较大,转弯外侧的河床冲刷更为严重,建议在设计中适当增大河道转弯外侧桩基的最大设计冲刷深度。     

桥梁防洪影响评价浅析

根据《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则》的编制要求,通过现场查勘、调研和资料收集,结合相关堤防加固和河道整治等相关规划,对河道演变进行分析研究。利用收集的水文资料,分析确定相应典型年的设计水位和设计流量;依据相关规范推荐的经验公式,结合地质勘探资料,分析计算桥梁壅水高度、影响范围和冲刷情况,结合工程实例,计算某桥梁壅水高度0.01 m、影响范围168 m、最大冲刷深度2.33 m;利用渗流软件和公式法对堤防渗流稳定进行分析,分别得到堤防最大逸出坡降为0.16和0.06,满足规范规定的堤防抗滑稳定要求。基于上述分析计算成果,对大桥建成后的河势稳定和堤防安全等方面进行了综合评价。结果表明,大桥建成后将产生一定的壅水和冲刷,对河道岸坡稳定产生不利影响。     

山区河道斜交桥梁的防洪计算分析

山区河道弯曲狭长,洪水期峰高流急,而受地形和线位制约,很多桥梁不得不采用斜交方式跨河,进一步增加了阻水面积,给河道防洪造成很大压力。以拟建兰江特大桥为例,通过二维数值模型计算分析斜交桥梁扭转桥墩和增大桥跨两种结构优化方案对山区河道防洪和河床冲刷的影响效果。结果表明:扭转桥墩轴线与水流方向平行可以减小斜交桥梁对河流的阻水效应,并且可以改善桥墩的挑流作用,减小河道冲刷;增大桥跨(减少桥墩阻水面积)也是减轻桥梁阻水的有效措施,再结合扭墩对桥梁结构进行优化,可以显著减轻桥梁阻水作用,改善桥墩的挑流作用,并且减轻对河道的冲刷。     

新疆喀拉喀什河K54+500大桥对河道壅水和冲刷影响分析

喀拉喀什河K54+500大桥修建改变原河道水流状态,形成阻水将对河道产生壅水与冲刷.基于规范中的计算方法,得出最大壅水高度与长度,以及一般冲刷和局部冲刷深度,结果表明:壅水不会对上游河道产生漫溢影响,在发生频率较高的中小洪水的作用下,冲刷不会对原河道河床造成永久影响.     

青阳岔—靖边工业园天然气管输干线穿越芦河防洪影响评价研究

本文分析了芦河靖边水文站不同频率设计洪水,并分析了芦河河势演变情况,计算了管线穿越处河道冲刷深度。根据有关规范进行了防洪综合评价,并对因天然气管线建设对河道防洪安全造成的影响提出了相应的建议。     

长江下游河段桥墩压缩冲刷预测研究

建桥引起的河床变化可分为压缩冲刷和局部冲刷。相比于局部冲刷,压缩冲刷研究较少,压缩冲刷使桥址断面产生整体性下降,不利于桥墩基础安全。在总结前人研究成果基础上,以长江下游世业洲桥位方案为例,建立了桥墩压缩冲刷预测模型。探讨了不同空间尺度下桥墩边界的处理方法; 针对长江下游河段水沙特点,从工程安全角度出发,提出了水沙过程的选取方法; 最后预测了桥位上下游河床变形和桥墩压缩冲刷深度,并与长江下游已建桥址断面冲刷深度进行比对,两者基本相当。结果表明, 文中确定的桥墩压缩冲刷是合理的,可为桥墩基础埋深提供技术依据。     

桥墩基础施工河床局部冲刷研究

天然河流中水流受到建筑物的阻碍时，产生紊动涡旋，局部河床泥沙在水流紊动剪应力作用下起动，并被涡旋流带向下游，建筑物局部河床因此受到侵蚀而下降，形成局部冲刷坑。跨河大桥桥墩的局部冲刷就是如此。桥墩及其基础与水深或河床的相对位置影响着局部冲刷深度的发展。本文通过室内试验研究了桥墩下部钢围堰基础施工的相对高程对河床局部冲刷最大深度的影响，探讨了工后钢围堰顶部处于相对水深的不同高度时局部冲刷发展的规律，并将这些影响因素用墩形系数法计入局部冲刷深度计算中，给出了计算公式。本文的研究对目前跨江及跨海大尺度桥墩基础工程施工具有指导意义。     

河床溯源冲刷影响下的桥墩冲刷

主要针对河床采沙所致的溯源冲刷对水下结构物周围冲刷影响的问题,研究冲刷演变及预测方法,为结构物安全防洪提供参考。通过水槽试验观测了床面突降条件下的溯源冲刷和墩柱局部冲刷耦合发展规律及其主要影响因素,建立了溯源与局部耦合冲刷的实时计算方法。溯源冲刷耦合下的局部冲刷与平床时的冲刷之比呈上凸曲线变化,与距离、流量及跌水水头差有关;局部冲刷和溯源冲刷对总冲刷深度的贡献比是墩柱与采沙坑距离、跌水水头差及流量的函数;在河床采沙的一定影响范围内,溯源冲刷到达时的瞬间冲刷速率远大于局部冲刷速率。本文的计算方法,可用于预测溯源与局部耦合冲刷时结构物总冲刷深度的发展。     

河床中值粒径对桥墩冲刷坑演化过程的影响

桥墩的局部冲刷导致河床形态变化和桥墩基础埋深减小是桥梁水毁的主要原因。在大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)的基础上结合水流运动方程和泥沙运动的动理学理论系统地对桥墩基础处的水流冲刷问题进行全时段全方位的三维数值模拟。得到了桥墩基础处的湍流流场流线图及河床形态变化的高程图。重点研究了水流流速和河床颗粒中值粒径对桥墩周边局部冲刷的影响。结果表明:冲刷坑的深度随着初始流速的增大而增加,且冲刷坑形成速度加快;冲刷坑的深度随着河床颗粒中值粒径的减小而增大,但是当颗粒的中值粒径小到一定程度时,由于泥沙颗粒之间的黏聚力增大导致冲刷坑的深度反而减小。     

防洪评价中跨河桥梁壅水和冲刷计算探讨

在对跨河桥梁进行防洪评价及审查的实际工作中,发现以下问题：利用水面曲线法推求桥墩壅高值时,桥位断面与上游断面的间距对壅高结果有很大影响;在利用经验公式法计算桥位冲刷深度时,河槽和河滩的流量分配对结果有很大影响,如果分配不合理,甚至会出现河滩冲刷深度大于河槽冲刷深度的情况.文章以许渡大桥为例,分析以上问题出现的原因,并探讨解决方法,力求计算结果的准确合理,供防洪评价及其审查人员参考.     

铁路斜交桥对河道行洪的影响及对策

一些桥梁受地形和线路的制约,桥位不得不采取与河渠斜交的穿越方式,造成桥墩较大的阻水作用.采用经验公式计算与数值模拟两种方法对某铁路斜交桥的行洪影响进行分析,研究了不同洪水条件下的壅水高度与范围、桥梁一般冲刷与局部冲刷深度、桥梁对行洪断面的阻水比.研究表明:桥梁设计基本满足要求,建桥后河势变化不大,但行洪断面的阻水比偏大.拟建桥采用与既有桥对孔布置,可以减小双桥对行洪的阻滞影响.提出了疏浚开挖边滩来补偿工程占用河槽行洪面积,经计算分析该方案,可以有效减小阻水比与壅水高度,减轻工程局部冲刷,有利于区域行洪安全.     

Sensitivity of river sediment transport and bridge scour to effects of flow,temperature, and sea level

Sediment transport has implications for activities such as fishing, flood control, scour countermeasures, and dredging through altered flow depths and sediment transport, bank erosion, and bridge scour. To estimate the changes in sediment transport and bridge scour, river discharge, water surface slope, water temperature, and tailwater depth (to simulate sea‐level rise) were altered in existing sediment transport and scour models. It was found that (a) in uniform flow upstream of sea‐level rise effects, sediment transport is sensitive to discharge but not to temperature; (b) in non‐uniform flow affected by sea‐level rise, sediment transport is sensitive to water surface slope and discharge but not to temperature; (3) the discharge value to restore the sediment transport rate existing before sea‐level rise is proportional to the water surface slope ratio to the fourth power; (4) the discharge value to restore the bed sediment size existing before sea‐level rise is proportional to the water surface slope ratio to the three‐fourth power; (5) abutment scour is weakly inversely proportional to the water surface slope but more strongly proportional to the discharge in a logarithmic relation; (6) pier scour is weakly proportional to the water surface slope but more strongly proportional to the discharge in a logarithmic relation; and (7) the discharge to restore both abutment and pier scour depths to their original values prior to sea‐level rise is proportional to the water surface slope ratio to the 9/25^th power. Full equations for each of these relationships are given in the article. These relationships can be used for future application and planning purposes.     

跨海桥梁基础冲刷特征研究

在我国近海海域,跨海桥梁基础冲刷是影响大桥安全的重要因素之一。基于金塘大桥2014、2015和2017年桥墩基础冲刷实测资料,并结合建桥前地形测验资料进行了案例分析,解析出了往复潮流条件下桥墩基础的一般冲刷及局部冲刷深度,金塘大桥中引桥桥墩一般冲刷深度为3.3~3.6 m,平均局部冲刷深度约8.3 m。往复潮流条件下桥墩基础局部冲刷坑受双向潮流影响向上下游延伸,形状呈椭圆形,各墩冲刷坑纵向长度与最大局部冲刷深度呈近似线性关系,长度约为局部冲刷深度的10~12倍,而各墩冲刷坑横向宽度则基本一致,约为桥墩基础宽度的4~5倍,与最大局部冲刷深度无明显相关性。跨海桥梁基础冲刷深度计算方法及冲刷坑形态特征的研究成果可供跨海大桥基础设计、运行维护及基础冲刷防护参考。     

莲花台水电站宽尾墩联合消能工的应用研究

针对莲花台水电站泄洪建筑物泄量大、单宽流量大、河床易冲刷的特点,通过模型试验对原设计的挑流消能方案和Y型宽尾墩+戽式消力池联合消能工方案进行了对比研究.试验结果表明,联合消能工方案在典型工况下消能充分,下游河床及电站尾水护坦末端冲刷大为减轻,出池水流衔接平顺,下游河道流态明显改善.该研究成果对类似工程有借鉴意义.     

浅谈拟建桥梁对河道行洪和河势稳定的影响——以孔雀河复线大桥工程为例

描述了河槽一般冲刷、桥墩局部冲刷、壅水、河道稳定性等的计算理论,以孔雀河复线大桥这一工程实例,运用计算理论分析孔雀河复线大桥修建后对河道行洪及河势稳定的影响,最后得出拟建桥梁方案是否可行的结论。