调 治 构 造 物,Nanjing University of Technology,第八章 调治构造物,调治构造物是桥梁工程的重要组成部分，主要包括各种形式的导流堤、丁坝及其他桥头防护工程调治构造物的主要作用是：,调节水流使通过桥孔的水流均匀顺畅、防止桥位附近河床和河岸产生不利变形，以确保附近农田免遭水害，确保桥梁墩台和桥头引道的正常运用Nanjing University of Technology,第八章 调治构造物,Nanjing University of Technology,8.1 导流堤,,导流堤的主要作用是引导水流平顺通过桥孔，提高桥孔泄洪能力，减少对桥下河床的集中冲刷，减缓冲刷进程，减少对墩台的冲刷威胁无导流堤时，被桥头路堤阻断的河滩水流将斜向流入桥孔，可引起桥台附近的严重冲刷；设置导流堤后，桥下河床的冲刷分布趋于均匀，并扩散到桥梁上下游的较大范围，减缓了冲刷进程 、,适用条件:河滩流量较大时,Nanjing University of Technology,8.1 导流堤,一、导流堤的平面线形,,导流堤的组成部分：1 上游堤2 下游堤3 堤 端5 堤 根,2. 导流堤的平面形状：直线型曲线型,Nanjing University of Technology,8.1 导流堤,一、导流堤的平面线形,,导流堤的合理平面形状，应能引导被阻断的河滩水流垂直地流入桥孔，并使桥下断面中沿宽度方向的流量分布较均匀，使桥下河床的冲刷比较均匀，并使导流堤附近的冲刷也较缓和。
一般认为：上游堤的形状，其近堤端处曲率应大，近堤根处的曲率应小，曲率变化近似于椭圆曲线；下游堤的形状可接近于直线，其轴线与水流方向的交角以小于5-6为宜，相当于水流压缩后的扩散角；曲线形上游堤与直线形下游堤之间可用圆弧段连接在实际工作中，导流堤的平面形状常采用不同半径的圆弧段和直线段组成Nanjing University of Technology,8.1 导流堤,一、导流堤的平面布置,,3. 我国导流堤的形式：园曲线组合堤,其平面轴线由三种不同半径的圆曲线构成：,基本半径R0,Nanjing University of Technology,8.1 导流堤,一、导流堤的平面布置,,3. 我国导流堤的形式：圆曲线组合堤,上游堤长度：,下游堤长度：,Nanjing University of Technology,8.1 导流堤,一、导流堤的平面布置,,4. 其它形式导流堤,梨形堤：主要用于河滩流量不大或桥头引道凹向上游的桥位上梨形堤的平面尺寸，邻桥孔一侧可按一般曲线导流堤的尺寸采用，邻河岸的后侧部分用反向圆弧连接，或再插一段直线与桥头引道连接长导流堤：封闭式长导流堤修建在山前冲积扇和山前变迁性河段上。
长堤使河槽逐渐缩窄，引导水流和泥沙平顺地通过桥孔Nanjing University of Technology,8.1 导流堤,二、导流堤冲刷,,根据模型试验和现场观测，从上游堤端开始，沿堤的迎水面坡脚有一条冲构，延伸到桥下，再向桥梁下游发展导流堤迎水面坡脚最大冲刷深度范围，在从上游堤头开始到上游大约三分之一堤长的一段附近洪水退水过程中，导流堤上游端背水面也将出现冲刷；同时，堤背水面水位高，迎水面水位低，形成堤身内渗透压力，也会引起导流堤破坏Nanjing University of Technology,8.1 导流堤,二、导流堤冲刷,,《公路工程水文助测设计规范＞（JTG C300-2002）推荐导流堤堤头冲刷深度按下式计算：,Nanjing University of Technology,8.1 导流堤,三、导流堤的横断面和坝顶高程,,导流堤横断面尺寸按表8-1-1采用堤顶高程，上游堤头的高程应考虑设计水位沿堤长向上游的升高、桥前壅水高度、波浪爬坡高度(侵袭高度)、床面淤积等水面升高，还应加0.25m的安全值导流堤各断面的堤顶高程，可从上游端堤顶高程按水面比降来推算其设计洪水频率应与桥梁的设计洪水频率相同。
Nanjing University of Technology,8.1 导流堤,四、导流堤类型选择及布设,,(1)当河滩路堤单侧阻断流量占总流量的15％以上，或双侧阻断流量占总流量的25％以上时，应设导流堤曲线形导流堤可使水流平顺压缩，有较好效果直线形导流堤可使水流逼向对岸，但堤旁水流压缩大，常形成回流区并发生泥沙淤积现象2)当河槽两侧有对称河滩分布时，可在两侧桥头布设对称的曲线形导流堤，以使桥下滩地冲刷后扩展至全桥，与河槽连成一片，促使桥下水深均匀化3)当河槽两侧河滩不均匀分布时，两侧导流堤应呈口朝上游的喇叭形，大滩一侧布设曲线形导流堤，小滩一侧布设两端带曲线的直线形导流堤4)河湾建桥时，凹岸一侧布设直线形导流堤，凸岸一侧布设曲线形导流堤Nanjing University of Technology,8.1 导流堤,四、导流堤类型选择及布设,,(5)单侧河滩阻断流量小于总流量的15％，或双侧河滩阻断流量小于总流量的25％时、可设置梨形堤；当桥与河槽正交，但一侧引道伸向上游与滩地斜交时，此侧桥头可布设梨形堤，并在引道上游一侧设置丁坝群加强防护，与滩地正交的另一侧引道桥头可布设直线形导流堤。
6)斜交桥位，河槽两侧河滩对称分布时，通常在桥位与河流锐角相交一侧，布设梨形堤，另一侧则布设两端带曲线的直线形导流堤斜交桥位的导流堤布设比较复杂，一般应通过模型试验确定7)桥与河槽正交，但一侧引道向下游与滩地斜交形成“水袋”，可在斜 交一侧桥头，设曲线形导流堤，对引道上游一侧加强边坡防护，并在适当位置设置小型排水建筑物，以排除“水袋”积水，正交一侧桥头可设置直线形导流堤Nanjing University of Technology,8.1 导流堤,四、导流堤类型选择及布设,,(8)变迁性河段、冲积漫流性河段、洪水含沙量大足以形成泥流的河段，宜布设长堤为平顺地压缩水流，通常有直线与曲线组合型，椭圆形和圆弧曲线形等，长堤堤身与集中股流的交角应小，一般小于20°-30°上游坝端必须嵌入稳定河岸；堤身受集中股流顶冲处或穿过旧河汉的部位，应加强防护，必要时可设置短丁坝挑流当河滩阻断流量较小且流速不太大时，可在滩地一侧设梨形堤；在变迁性河段上，当岸坎不漫溢洪水并具有合适地形条件时，可布设梨形堤与长堤组合导流构造物；（9）导流堤应设置成不漫水，其平面形状和尺寸应通过计算拟定，并结合上、下游导流堤的经验及桥位河段的水文、地形、工程地质、流向、流速和股流位置等情况作必要的调整。
导流堤的设计频率一般与桥梁设计频率相同Nanjing University of Technology,8.2 丁 坝,,丁坝是与河岸或路堤成一定角度，伸入水中的构造物是一种广泛使用的河道整治和维护水工构筑物 丁坝将水流挑离河岸或路堤，使坝下游的河岸或路堤免受冲刷，形成有利的水流结构和河床变形 其主要功能为保护河岩不受来流直接冲蚀而产生掏刷破坏，同时它也在改善航道、维护河相以及保全水生生息场多样化方面发挥着作用Nanjing University of Technology,8.2 丁 坝,,丁坝常设置在桥头引道的一侧或桥梁附近的河岸一侧，特别是在河流弯道凹岸的一侧，将水流挑离桥头引道或河岸，使泥沙在坝后淤积，形成新的水边线，达到对凹岸及桥台防护的目的 丁坝对上下游水流，甚至对岸都有一定影响，适合修建在较宽的河段，在山区狭窄急流河段应慎用 若需要防护的路堤或河岸较长，可采用数个丁坝组成的丁坝群进行水流调治和河岸防护 导治线：将各个坝头的连线设计成一条平滑的曲线或直线导治线是设计的水边线或弯道凹岸的深沿线导治线两端应与河岸平顺连接(图8-2-1)Nanjing University of Technology,8.2 丁 坝,,1. 不漫水丁坝：坝顶高于设计洪水位。
在平原区或半山前区的宽滩地段，水流易于摆动，流速较小不漫水丁坝挑水能力强，相应地坝头冲刷也很严重常用于挑开高洪水流，保护河岸和河滩引道路堤一、丁坝类型,,2. 漫水丁坝：坝顶高程低于设计洪水位坝顶高程常取在相当于常水位或平均洪水位上下洪水位时为漫水丁坝，常水位及枯水位时为不漫水丁坝这样，除洪水期以外的大部分时间，丁坝工作在不漫水丁坝状态，有较大的调治水流和稳定河床的作用大洪水期间，丁坝坝顶淹没，不会过多阻挡水流，避免坝头过深冲刷被淹没的丁坝之间河底流速仍然很小，仍可发挥其护岸作用因此，桥头防护和沿河路基防护，漫水坝及漫水坝群应用较多Nanjing University of Technology,8.2 丁 坝,,一、丁坝类型,3.丁坝在平面上的方向淹没式丁坝一般斜向上游（为上挑），坝轴线与水流方向的交角约100°～105°；如果斜向下游，则漫过坝顶的水流将向丁坝根部集中，造成剧烈冲刷而冲走丁坝间的泥沙在凸岸且流速较小时，可布置成正挑丁坝非淹没式丁坝一般斜向下游（为下挑），坝轴线与水流方向的交角约60°～75°；对于凸岸且流速不大时，可以布置为正挑丁坝Nanjing University of Technology,8.2 丁 坝,,1.丁坝的长度丁坝长度愈大，坝头冲刷愈深，挑水能力愈强，对上下游甚至对岸的影响也愈大。
一船不宜采用过长的丁坝不透水丁坝的长度(丁坝长度按垂直于流向的丁坝投影长度计)最大不应超过河槽宽度的15％；桩、排架等组成的透水丁坝，透水性达到80％时，丁坝长度不得超过河槽宽度的35％经验表明，山区河流桥头及沿河路堤的丁坝，长度不宜超过10m二、丁坝设计,Nanjing University of Technology,8.2 丁 坝,,2.丁坝局部冲刷深度丁坝不漫水时，坝头冲刷的原理和计算方法与桥台基本相同，但漫水丁坝的冲刷是因底流坝头绕流所致，随坝顶漫水(掩没)深度的增大而减小丁坝冲刷深度计算可根据式(7-5-7)引入边坡减冲系数和漫水减冲系数计算：,二、丁坝设计,Nanjing University of Technology,8.2 丁 坝,,2.丁坝局部冲刷深度,二、丁坝设计,Nanjing University of Technology,8.2 丁 坝,,3.丁坝下游回流长度LH,二、丁坝设计,Nanjing University of Technology,8.2 丁 坝,,三、丁坝布设原则,Nanjing University of Technology,8.3 计算实例,,。