一种双墩柱局部冲刷特性的确定方法

摘要

本发明提供了一种双墩柱局部冲刷特性的确定方法，在可变坡循环玻璃水槽中进行简化模型试验，通过改变上下游墩柱间距及水流条件设置试验工况，以上下游墩柱局部冲刷坑深度为特征参量，分析不同间距条件下冲坑深度~水流强度的关系与单墩柱条件下的区别，进而具体分析上下游墩柱局部冲刷特性，结果表明，上游墩柱与单一墩柱规律相同，下游墩柱冲刷特性则划分为床面平整、同步冲刷、偏离过渡和完全偏离四个区。本发明通过水槽模型试验获得上下游桥墩冲坑深度随水流条件的变化规律，为桥梁的合理规划布置提供了依据，可以减轻桥墩冲刷破坏并缓解城市防洪等的压力，同时为进行桥梁等涉河工程群累积影响评估提供理论参考。

主权项

一种双墩柱局部冲刷特性的确定方法，在变坡循环玻璃水槽中进行简化模型试验，通过改变上下游双墩间距及水流条件设置试验工况，以上下游墩柱局部冲刷坑深度为特征参量，分析不同双墩间距条件下冲刷坑深度和水流强度之间的关系与单墩柱条件下的区别，进而具体分析上下游墩柱冲刷特性，其特征在于：将不同双墩间距条件下冲刷坑相对深度与相对流速的试验数据绘制于同一图中，根据试验点与单墩柱冲刷规律偏离程度间的不同进行分区：1) 床面平整区：整个床面均无冲刷坑形成；2) 同步冲刷区：上下游墩柱同时开始形成冲刷坑，且符合单一墩柱冲刷特性，这时上下游墩柱的冲刷特性均由下式描述：（1）式中，d_s为冲刷坑深度，D为桥墩墩径，U为来流垂线平均流速，U_c为泥沙起动流速；3) 偏离过渡区：下游墩柱冲刷坑深度小于相同水流条件下单墩柱冲刷坑的深度；4) 完全偏离区：下游墩柱冲刷特性重新回归到线性规律，且其点据分布与公式(1)的直线呈平行关系，这时下游墩柱的冲刷特性由下式表示：（2）其中常数A与双墩间距相关。