田勇 侯志军 侯佼建

摘要：为研究斜交桥墩在多沙河流上的局部冲刷问题，利用1：100正态模型水槽对不同斜交角度长方体圆墩进行了系列试验，对桥墩在不同水流强度、斜交角度条件下的冲刷坑形态进行了系统观测和分析。结果表明：斜交桥墩冲刷坑的几何特性与正交桥墩存在较大区别，当单宽流量为10m³/（s·m）、斜交角度为15°以上时，桥墩会出现共轭冲刷坑;当桥墩斜交时，背水侧会出现顺时针旋涡水流下降区，迎水侧墩尾处受水流顶冲出现局部冲刷坑;桥墩局部冲坑深度、体积、范围等要素均随水流强度及斜交角度的增大而增大，墩尾冲刷坑深度约为墩前的0.7倍，桥墩冲刷坑面积与桥墩投影面积比的最大值为32.4;水流強度较小时规范公式计算值与试验值较吻合，水流强度较大时规范公式计算冲深小于试验值，二者比值为0.66～0.92。

关键词：水槽试验;冲刷坑;局部冲刷;斜交桥墩

中图分类号：U442.3 文献标志码：A

1 前言

随着社会经济的发展，跨河桥梁作为主要的交通枢纽越来越多地出现在河道上。桥梁的修建受制于河流形态、路网规划及河流两岸地形等因素，有时不得不采用斜交布置方式。此外，在水流迁徙多变的游荡型河流上，即使桥梁与河道正交布置，也会因河道水流流向改变而使得正交桥梁成为斜交桥梁。斜交桥梁与正交桥梁的阻水效应不同，尤其体现在冲刷坑深度及形态两方面。现行的桥墩局部冲刷一般采用规范公式进行计算[1-3]，当桥梁轴线法线与水流流向斜交时，桥墩纵轴线与水流流向同样为斜交，斜交对桥墩局部冲刷的影响，在利用规范公式计算时主要考虑桥墩有效阻水宽度，而有效阻水宽度也只是简单计算桥墩在垂直水流方向上的投影宽度。……