【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种古桥桥墩基础冲刷修复方法及其修复评估方法，属于桥梁工程。
技术介绍
1、古桥是古代文明的标志之一，是人类涉水工程建设智慧的结晶。
2、受长期以来水流冲刷及人类活动的影响，古桥桥墩倒塌的情况屡见不鲜。由于古桥建设年代技艺的限制，古桥跨度一般不大，桥墩间距较小，当某个桥墩失稳倒塌后，极易在桥墩倒塌处形成局部溃口，使得水流能量集中，在溃口下游河床引起强烈的冲刷作用，进而形成冲刷坑。水流的长期冲刷掏蚀会导致溃口逐渐增大，冲刷坑范围及深度也相应增大，进而引起相邻桥墩的失稳甚至倒塌，如此持续下去则会影响整座古桥的稳定。
3、在感潮河道，由于水流的往复运动，局部溃口形成后在古桥上游和下游都会形成冲刷坑，对古桥的稳定性更加不利。因此，在古桥桥墩倒塌后，对局部溃口及河床冲刷坑进行修复极为重要。但是现有技术中缺少一种对古桥桥墩溃口及冲刷坑进行修复的方法，古桥由此导致的失修倒塌的事故不在少数；同时，古桥是重要的文物保护对象，对河床及水流的变化极为敏感，在修复过程中也缺乏科学论证评估修复措施的效果及其对古桥本身的影响的评估方法，进而难以确保修复措施不会对古桥产生不良影响，因此急需进行改进。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种古桥桥墩基础冲刷修复方法及其修复评估方法，以解决上述背景中提出的问题：1、如何对古桥桥墩溃口及冲刷坑进行修复；2、如何科学论证评估修复措施的效果及修复措施对古桥本身的影响。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方
3、技术方案一
4、一种古桥桥墩基础冲刷修复方法，包括如下步骤：
5、s1：获取古桥桥体及古桥桥体上下游河道的基本要素信息；
6、其中，基本要素信息包括古桥桥体的现状和古桥桥体的病害特征，还包括古桥桥体所在的保护区域范围内的水下地形地貌、水文水情特征、河床地质特征以及相关涉水工程信息；
7、s2：根据步骤s1中所获取的基本要素信息，拟定古桥桥墩基础冲刷修复措施；
8、其中，所述古桥桥墩基础冲刷修复措施具体包括对古桥溃口的修复、对古桥冲刷坑的修复以及对古桥上下游河床的修复。
9、进一步的，所述对古桥溃口的修复具体包括：
10、从下往上依次进行抛填块石、理砌块石和浆砌条石对古桥桥墩倒塌后形成的溃口进行修复，其中，溃口修复面长度即为溃口宽度，溃口修复面顶高程需要与古桥桥体原基础面顶高程一致，溃口修复面顶宽度需要与古桥原基础面顶宽度一致，且溃口修复面通过坡度与上下游冲刷坑衔接。
11、进一步的，所述对古桥冲刷坑的修复具体包括：
12、对整个冲刷坑进行块石抛填，且在冲刷坑与溃口修复面之间通过坡面衔接，块石抛填的范围为整个冲刷坑的范围，且块石抛填高程为冲刷坑临近河床底高程；
13、还包括：在冲刷坑与溃口修复面衔接的坡面上铺设多层合金网兜石笼一，其中，所述合金网兜石笼一顶高程不超过古桥原基础面顶高程。
14、进一步的，对古桥冲刷坑的修复中，古桥桥体上下游不小于一半的冲刷坑的长度范围内，将已抛填的冲刷坑继续通过块石抛填至与底层石笼顶高程相同，并与原抛填块石的冲刷坑区域通过坡度衔接。
15、进一步的，所述对古桥上下游河床的修复具体包括：
16、对古桥上下游非冲刷坑区域的河床进行抛填块石，其中河床修复宽度为古桥桥体所在河道的断面宽度，河床修复长度为沿河道纵向且不小于古桥桥体上下游冲刷坑的长度；
17、还包括：在古桥原基础面与古桥上下游河床的坡面上铺设多层合金网兜石笼二，合金网兜石笼二顶高程不超过古桥原基础面顶高程。
18、进一步的，对古桥上下游河床的修复中，合金网兜石笼二的上下游河床通过块石抛填至与底层合金网兜石笼二顶高程一致，并通过坡度与原河床衔接。
19、技术方案二
20、一种基于上述技术方案一中的古桥桥墩基础冲刷修复方法的评估方法，包括如下步骤：
21、a1：建立评估古桥修复措施的效果及对古桥本身的影响的古桥河道三维水动力数学模型、古桥结构稳定计算模型和古桥河床冲刷计算模型；
22、a2：建立所述古桥桥墩基础冲刷修复措施的评估指标，所述评估指标具体包括水动力特征指标、古桥整体稳定性指标和古桥上下游河床稳定性指标。
23、进一步的，所述古桥河道三维水动力数学模型中，计算河床为修复措施实施后的河床，模型中计算水文边界条件的选择应以获得古桥溃口处的最大流速为依据，可通过把古桥溃口处的水流概化为堰流，当溃口下游发生远驱水跃时(此时溃口处流速最大)上游的来流量作为上边界，下游匹配相应水位，也可以通过多种流量水位组合工况进行试算比选获得最大流速。
24、进一步的，建立古桥结构稳定计算模型具体为：将古桥基础概化为一个均质土石坝，采用简化毕肖普法计算整体抗滑稳定性k，其中整体抗滑稳定性k的计算公式为：
25、
26、
27、其中，w为土条质量，v为垂直地震惯性力，u为作用于土条底面的孔隙压力，α为条块重力线与通过此条块底面中点的半径之间的夹角，b为土条宽度，c’为土条底面的有效凝聚力，φ’为土条底面的有效内摩擦角，mc为水平地震惯性力对圆心的力矩，r为圆弧半径。
28、进一步的，建立古桥河床冲刷计算模型具体为：将古桥桥体概化为一座水闸，古桥桥体的上下游河床简化为海漫结构，其中海漫结构的长度为冲刷长度，海漫结构末端的河床冲刷深度为古桥河床的冲刷深度，其中，冲刷长度lp的计算公式为：
29、
30、其中，qs为古桥桥体上下游单宽流量，ks为冲刷长度计算系数，△h′为古桥桥体上、下游水位差；
31、古桥上下游抛填块石的抗冲刷粒径的计算公式为：
32、
33、
34、其中，d为球形折算粒径，w为石块重量，v为水流流速，g为重力加速度，c为石块运动的稳定系数，γs为石块的容重，γ为水的容重。
35、与现有技术相比本专利技术有以下特点和有益效果：
36、1、本专利技术中，提出了一套包含古桥溃口修复、冲刷坑修复、上下游河床修复的较完善的古桥桥墩基础冲刷修复方法，并通过模型计算提升了修复方法的科学性，能够为古桥水下结构稳定修复提供技术参照。
37、2、本专利技术中，有效提高了古桥桥墩基础的稳定性，保障了古桥安全，对保护古桥文物、传承古桥文化具有重要意义。
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1.一种古桥桥墩基础冲刷修复方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种古桥桥墩基础冲刷修复方法，其特征在于：所述对古桥溃口的修复具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种古桥桥墩基础冲刷修复方法，其特征在于：所述对古桥冲刷坑的修复具体包括：
4.根据权利要求3所述的一种古桥桥墩基础冲刷修复方法，其特征在于：对古桥冲刷坑的修复中，古桥桥体上下游不小于一半的冲刷坑的长度范围内，将已抛填的冲刷坑继续通过块石抛填至与底层石笼顶高程相同，并与原抛填块石的冲刷坑区域通过坡度衔接。
5.根据权利要求4所述的一种古桥桥墩基础冲刷修复方法，其特征在于：所述对古桥上下游河床的修复具体包括：
6.根据权利要求5所述的一种古桥桥墩基础冲刷修复方法，其特征在于：对古桥上下游河床的修复中，合金网兜石笼二的上下游河床通过块石抛填至与底层合金网兜石笼二顶高程一致，并通过坡度与原河床衔接。
7.一种基于权利要求1-6所述的古桥桥墩基础冲刷修复方法的评估方法，其特征在于：包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的古桥
9.根据权利要求8所述的古桥桥墩基础冲刷修复方法的评估方法，其特征在于：建立古桥结构稳定计算模型具体为：将古桥基础概化为一个均质土石坝，采用简化毕肖普法计算整体抗滑稳定性K，其中整体抗滑稳定性K的计算公式为：
10.根据权利要求9所述的古桥桥墩基础冲刷修复方法的评估方法，其特征在于：建立古桥河床冲刷计算模型具体为：将古桥桥体概化为一座水闸，古桥桥体的上下游河床简化为海漫结构，其中海漫结构的长度为冲刷长度，海漫结构末端的河床冲刷深度为古桥河床的冲刷深度，其中，冲刷长度Lp的计算公式为：
...【技术特征摘要】
1.一种古桥桥墩基础冲刷修复方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种古桥桥墩基础冲刷修复方法，其特征在于：所述对古桥溃口的修复具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种古桥桥墩基础冲刷修复方法，其特征在于：所述对古桥冲刷坑的修复具体包括：
4.根据权利要求3所述的一种古桥桥墩基础冲刷修复方法，其特征在于：对古桥冲刷坑的修复中，古桥桥体上下游不小于一半的冲刷坑的长度范围内，将已抛填的冲刷坑继续通过块石抛填至与底层石笼顶高程相同，并与原抛填块石的冲刷坑区域通过坡度衔接。
5.根据权利要求4所述的一种古桥桥墩基础冲刷修复方法，其特征在于：所述对古桥上下游河床的修复具体包括：
6.根据权利要求5所述的一种古桥桥墩基础冲刷修复方法，其特征在于：对古桥上下游河床的修复中，合金网兜石笼二的上下游河床通过块石抛填至与底层合金网兜石笼二顶高程一致，并通过坡度与原河床衔接。
7.一种基于权利要求1-6所述的古桥桥墩基础冲刷修复方法的评估方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡朝阳，张裕平，王丽颖，孔祥猛，鄢玉玲，林斌，陈涛，
申请(专利权)人：福建省水利水电勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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