标定混凝土块设计

溪流或江流运容量随流水流上升下降时,沉积迁移不可避免如果位置运输容量超出沉积供应量,就会发生侵蚀流水侵蚀必须在关键区控制(例如:近桥交叉口)安全性及经济性桥口同样如此,泛局部洪流事件可能暂时或永久下坡几尺,并可能危及结构电路混凝土系统如果设计安装得当,即是一种有效对策文章将覆盖ACB设计,包括安全因子分析并翻转瞬时设计方法23:桥梁不稳定对策:经验、选择和设计指导第三版2卷HEC-23

ACB为其他侵蚀对策提供灵活选择,如回拉法、泥土水泥、填充床垫等非斜坡稳定化目标,在考虑ACB系统前必须先确定斜坡稳定化ACB系统由预构混块组成,通过组合形式和/或电缆互连区块能在一定程度上沿邻表情“说明性化”,使系统与子级变化相适应,同时维护保护覆盖开机表ACB可用以建立植被,提高稳定性和美学吸引力图1展示了几例潜在ACB形状的泛型实例

广度测试和现场监控显示失联可导致一个或多个下列结果:

• 进退甲层下流,导致加压和分级分块分离
• 逐步管道侵蚀和/或冲刷损耗子级土壤;
• 增强子级土壤快速饱和和液化潜力,造成浅滑土工故障(特别是在斜坡微粒低对流土壤中);
• 块块或块块从回放矩阵损耗,直接暴露子级流

与子级保持密切接触的重要性怎么强调都不过分,合适的滤波层和/或排水层被认为对ACB系统的适当设计至关重要。详细讨论过滤器设计超出本条范畴,但见HEC-23设计指南16如果dune类型床法可能发生在受保护斜脚上,强烈建议只考虑地理文字滤波性能测试使用排水层的潜在ACB系统评价时,设计中也必须使用排水层

ACB系统设计使用离散粒子方法,类似于Stevens和Simons使用的方法(1971年)和Julien (1995年)修改后演算分片分片法ACBs使用混凝土块重构力平衡值并用测试结果取代Sheeld关系并会考虑区块溢出生成的额外推力和拖力超出周围矩阵层图2显示块状溢出F'生成的额外推力_L级和F'_D级互斥

推荐设计程序ACBs是安全因素法步骤1使用表1至表3确定最小可接受目标安全因子

方程1:

区间 :
SF_T级目标安全因子
SF_B级基本安全因子
X级_C级=乘法故障后果
X级_M级乘法基于液压模型不确定性

HEC-23表示,“典型地说,当项目液压条件为人所熟知并安装条件控制良好时,倒置安全最小允许系数为1.2(银行保护)。高安全因子通常用于桥口、接合点和通道弯曲保护,原因是这些位置计算液压条件的复杂性。安全因子并用最小可接受值迭代评价,直至确定可接受设计

表1基安全因子SF _B级

实例应用	SFB级
通道床或银行	1.2-1.4
桥码头或交接	1.5-1.7
覆盖溢出线	1.8-2.0

表2故障乘法序列 X _C级

故障序列	X级C级
低频	1.0-1.2
中度	1.3-1.5
高位	1.6-1.8
极端或生命丧失	1.9-2.0

表2故障乘法序列 X _C级

液压模型	X级M级
确定性 (例如)HEC-RAS,RMA-2V	1.0-1.3
经验性或随机性 (例如)人或逻辑方程	1.4-1.7
估计值	1.8-2.0

目标安全因子确定后(Step 1)设计步骤如下:2计算设计剪裁压力,3获取ACB属性,4计算每种产品安全因子,5计算潜在块安全因子并基于目标安全因子选择适当产品设计剪裁压力t_德族计算方程2

方程2

区间 :
t级_德族=设计剪裁压力
K级_b/=弯曲系数(无二分性)
?单位权重水
y市=流最大深度回转(ft)
S级_f级=斜度能量级线/ft/ft

方程3

弯曲系数计算
外弯增加剪裁压力

K级_b/函数半径
曲流R_C级并顶宽T通道

图3至图6显示侧坡单ACB图解,并定义安全分析因子变量图5和图6显示必须获取的必填块属性泛型例子中,分点O将定位于区块下游角

安全因子SFAB矩阵单块比

方程4

可变定义和计算方法见表4可用英文或SI单元使用这些方程,只要一致性得到维护。

表4安全设计方程因子

块选择后,必须确定安装的纵向范围纵向说道, 退税盔应该连续延伸距离 向上游和下游延伸 区域有液压强度足以驱散和/或传送床料或银行材料最小距离推荐为上游距离1.0通道宽度和下游距离1.5通道宽度.漫游达岸时. 目前的侵蚀限值可能不一定定义下游终极限值FHWA水力工程通知提供横向迁移评估指南

垂直开机设计水面上方必须提供最小自由板一二尺受约束最小值2至3尺超临界流从能量级线测量自由机流,而不是水面测量自由机流系统必须覆盖整个通道底部或,如果通道床脱线,它必须扩展至床底层,使其不会因脚指滑动、收缩滑动和长期退化综合作用所造成最大scour垂直安装推荐程度见图7和图8

安全因子计算方法相似回溯或码头浏览应用除两个显著例外:设计速度V_德族设计剪裁压力t_德族判定性对典型回调应用而言,如果不进行详细液压分析,跨段平均速度一般可以接受。桥口流条件更严重并需要判定本地速度和剪切压力值流速分布不可用,推荐方法见NCHRP报告593

方程13

区间 :
V级_德族=设计速度码头条件
K级_一号码头形状因子等于圆鼻码头1.5和对角码头1.7
K级₂速度调整因子范围从直达离岸0.9至1.7不等,码头位于斜曲边流主流中
V级_微信=平均进取速度桥上(ft/s)

如果速度分布可用,活动通道V的最大速度_最大值应用

方程14

码头设计剪裁用法计算

方程15

区间 :
t级_德族=设计剪裁局部码头条件(lb/ft²)
N级曼宁区块系统n值
V级_德族=设计速度取方程13或14
?_华府单位权重水量(62.4磅/ft³取清水)
y市=深度流码头(ft)和K_欧市= 1.486英语单元,1.0SI

事实显示,当区块伸展至少比码头所有方向宽两倍时,码头搜索保护最优性能得到实现。图9显示推荐码头安装如果只期望局部浏览系统,系统可横向安装,冲淡流床提供外围转转如果期望有其他过程或类型搜探,系统必须从码头向外滑动,流床下边缘终止深度大于最大预期搜探或床面槽,以大者为准块值不大于2H:1V(50%),即使结果块宽度大于2码头

预测床态几何学的援助可见于Karim (1999年)、van Rijn(1984年)和Bennett (1997年)< 0.4y wherey流深度表示最大床面深度环境水平下约为流深度0.2倍

由多列构成的墙码头或堆积曲面可能偏向流向,ACB保护必须扩展以防范额外scoure潜力缺定导法下系统应用因子Ka函数宽度a、长度L和斜角a

方程16

通常需要滤波应用ACB系统,应扩展至系统完全范围下地理文摘物应安全附在预组装ACB垫底部浅水速度低,地理文体可置水并暂时保有权值直到区块布置。”同回放装置一样,如果dune型床体出现,强烈建议只考虑地理文体滤波器ACB桥码头安装观察到故障点是垫接码头的密封安全地文码头辅助防止码头周围床物损结构连接码头强烈阻抗片刻移位码头可能影响码头结构稳定性

适当设计时,ACB系统可提供优异设计替代方法,同时考虑安装成本保护水平

布莱恩N舍尔科罗拉多州立大学研究助理

克里斯托弗IThornton博士生PE曾任科罗拉多州立大学水力实验室工程研究中心主任

BarrieKing E.I.T.工程主管CONTECH建设产品 Armortec产品线

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参考文献

• Bennett,J.P.,1997年;Restiction,Sediment交通和沙床通道Bedform几何关系,载于Chess of U.S.地质测量沉积讲习班,2月4-7
• Dunlap,S.,2001年,剖析水泥块系统设计手册,Harris县洪水控制区,休士顿Texas
• Julien,P.Y.,1995年,Erosion和Sedimentation,剑桥大学出版社,英国剑桥
• Karim,F.,1999年,沙床流中床位几何学,水力工程杂志,vol.125号12月
• Lagasse,P.F.Schall,J.D.和理查松E.V.,2001年,公路结构流稳定,第三版水力工程通知20FHWANHI01-002华盛顿
• Lagasse et al.2007,Scour保护桥码头对策,NCHTP报告593,交通研究局,国家科学院,华盛顿特区
• Lagasse,P.F.Clopper,P.E.Pagán-Ortiz,J.E.,Zevenbergen,L.W.,ArnesonL.A.SchallJ.D.和GirardL.G.2009年,BridgeScour和Stream不可抗性对策:经验、选择和设计指南,卷2第三版水力工程通知23FHWANHI09-112华盛顿(www.fhwa.dot.gov/bridge/hydpub.htm)
• Stevens,M.A.和Simons D.B.1971年,Slupes粗粮稳定分析水资源出版物编译科林斯堡
• vanRijn,L.C.,1984年,沉积运输,第三部分:沉积形式和冲积粗糙性,水力工程杂志,vol.110号12月12日
• 标定混块重构-安全方法因子TEK 11-12民族混凝土协会,弗吉尼亚州Herndon,2002年