[发明专利]一种桥墩局部冲刷的防护方法

说明书

本发明公开了一种桥墩局部冲刷的防护方法，属于桥梁加固技术领域。其包括如下步骤：步骤1：确定待加固桥墩的加固区域；步骤2：确定待加固桥墩的加固深度；步骤3：注浆加固。本发明的防护方法，对桥墩局部冲刷的加固效果良好，加固后耐久性好，后期养护费用少，可以实现一次加固，终生不用加固。

技术领域

本发明涉及一种桥墩局部冲刷的防护方法，属于桥梁加固技术领域。

背景技术

桥墩阻挡水流，水流在桥墩两侧绕流，形成十分复杂的、以绕流旋涡体系为主的绕流结构，床面附近的旋涡剧烈淘刷桥墩迎水端和周围的泥沙，引起桥墩周围急剧的泥沙运动，形成桥墩周围局部冲刷坑，称为桥墩的局部冲刷。局部冲刷是一种自然现象，会降低基础的承载能力和桥墩的稳定性。尤其对于浅基础桥梁，当局部冲刷坑深度超过基础埋深时，还可能导致桥梁的破坏。一般基础埋深小于5m，只需经过开挖、排水就可完成的基础，称之为浅基础。我国早期修建的桥梁，因施工机械、工艺方面限制，许多桥梁均采用浅基础。

在美国，1985年在宾西法泥亚等州，洪水冲毁了73座桥^[1]。1987年洪水冲毁纽约州肖赫里河桥，4辆客车落入河中，造成10人死亡^[2]。1989-2000年，总共有266座桥梁的垮塌与水力因素有关，其中78座桥就是局部冲刷引起的^[3]。2015年，桂林市孟家村大桥在洪水中垮塌，也是由于局部冲刷深度达到基础埋深，引起桥墩倾覆，从而导致垮塌。

对桥墩的局部冲刷进行防护是桥梁防护的重要内容之一。桥墩的局部冲刷防护原理包括以下两点:一是提高桥墩附近河床的防冲刷能力。通常是在桥墩附近铺设粗颗粒材料的河床防护层或在墩基处抛石，以提高桥墩的抗冲能力，其缺陷是在洪水流速特大的山区河流效果一般，需要每隔几年重新加固,耗费大量的人力物力和财力。二是减小水流对桥墩的冲刷能量，即减弱水流冲刷过程中的下冲流和马蹄形漩涡流，通常是通过扩大桥墩的基础平面或增设护脚等措施以减小水流的冲刷能量，其缺陷是增大了桥墩阻水面积，增加了基础投资。

由此可见，现有技术的浅基桥墩局部冲刷的防护方法投资较大，容易损坏，每隔几年就要对防护设施进行维修，造成大量的人力、物力和财力的浪费。

鉴于此，有必要研发一种新的浅基桥墩局部冲刷的防护方法，以解决现有技术的不足。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种桥墩局部冲刷的防护方法。本发明的防护方法，对桥墩局部冲刷的加固效果美观，加固后耐久性好，后期养护费用少，可以实现一次加固，终生不用加固。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种桥墩局部冲刷的防护方法，包括如下步骤：

步骤1：确定待加固桥墩外周侧的加固区域

加固区域的外侧边缘线与待加固桥墩墩身的外轮廓线的距离为L；

当河床泥沙平均粒径d≥0.01m时，

L＝0.40K_ζh^0.29B₁^0.53d^-0.13v^0.61；

当床沙泥沙平均粒径d<0.01m时，

L＝0.48K_ζh^0.29B₁^0.53d^-0.13v^0.61；

其中，L为加固区域的外侧边缘线与待加固桥墩墩身的外轮廓线的距离,m；K_ζ为桥墩的墩形系数；h为墩前行进水深，m；B₁为桥墩计算宽度，m；d为河床泥沙平均粒径，m；v为墩前水的平均流速，m/s；

步骤2：确定待加固桥墩的加固深度H