桥墩局部冲刷计算探讨.docx

桥墩局部冲刷计算探讨
1.前言
在河流交通中桥梁承担着重要的交通流通作用，然而由于各种原因，桥梁建造时往往不能很好地顺应自然环境，发生桥梁桥墩的局部冲刷是造成桥梁损坏及破坏的重要原因之一，因此对桥墩局部冲刷的计算与探讨研究已成为桥梁工程研究中的重要课题之一。
2.桥墩局部冲刷成因
桥墩局部冲刷是由于水流的冲刷力超过了河流中河床和河岸的承载力而导致局部沉淀物被冲刷掉，引起沉积物层的突然崩落，进而导致桥墩的冲刷。
桥墩局部冲刷的成因主要包括以下几个方面：
2.1水文因素
河流水文条件、水位的变化、流量大小等，都会影响河床的承载能力，因此对桥梁冲刷造成一定的影响。
2.2河床因素
河床材质对河床承载能力的影响非常大，基础较好的河床会有较强的承载能力，没有好的河床基础的河段河床可视作悬浮状态，承载能力较差，易于发生冲刷。
2.3河岸因素
河岸对河道的界限与稳定性有重要作用，岸面的不均匀性和地形的变化会直接影响水流的流动情况，从而影响河床的承载能力。
2.4水力因素
水力因素包括水流速度、水流方向稳定性等。水流速度是桥墩局部冲刷最主要的影响因素，水流冲击桥墩，强大的冲击力一般会发生在岸边附近，特别是弯曲、变换河道宽窄的地方，水流形成的涡流会进一步加剧冲刷作用。
3.桥墩局部冲刷的计算方法
为了对桥墩局部冲刷进行有力的计算和控制，理论学者们提出了一系列的计算方法：
3.1前降水位计算法
在此方法中，冲刷的水位不是一个已知量，而是一个较为模糊的概念。前降水位是定义的一个概念，指的是如果发生河流洪水，如何才能预测河道的洪水水位。前降水位计算方法是建立在流量-水位-梯度线的基础上，需要根据具体情况进行调整。然后通过测量桥墩下游的最浅水深H，即可确定桥墩的最大冲刷深度。
3.2特征水位计算法
特征水位是指河道床面沿桥墩置于水中部位之特定深度，在该深度下的水位即为特征水位。通过该方法计算出的特征水位，然后通过该特征水位下所对应的差水头，计算桥墩局部冲刷所需承受的水流作用力。
3.3风险分析计算法
风险分析法将桥墩局部冲刷风险分析的综合评估。风险评估包括冲刷后桥墩的影响程度和冲刷发生概率等，从而计算出桥墩局部冲刷风险值。根据该方法，只需要分析冲刷风险与修建成本的关系，就可以进行风险控制。
4.桥墩局部冲刷的处理方法
针对桥墩局部冲刷的不同情况，需要采取不同的处理方法。
4.1防护措施
在桥梁新建或进行维护修复时，应充分考虑防护要求，采取有效措施，增强桥墩的抗冲刷能力。防护措施主要有加强桥墩基础、加装护坡、加固河床、筑坝等。
4.2在桥墩周围设置固定式沉砂帘
已发生的桥墩局部冲刷，需要及时采取灵敏果断的措施进行处理，目前，较为常见的处理方法是在桥墩周围设置固定式沉砂帘或挂网络式沙包进行修复。
5.结论
桥梁结构是国民经济的重要组成部分，在建设行业关乎到民生和国家经济建设，随着社会和经济的飞速发展，河流水位、流量等往往发生不可预测的变化，为桥梁的使用和维护带来很大的不利影响。因此保证桥梁安全使用对于探究桥墩局部冲刷和采取相应措施成为桥梁研究领域的重要课题之一，需要不断丰富基础理论研究的同时，逐渐完善研究现代化，探索多种技术手段，加强预测模型的研究，以确保桥墩局部冲刷问题不再引起重大事故。