摘要：桥梁损毁的主要原因之一是桥墩受到水流的局部冲刷作用，但目前尚未找到一种切实可行的方法能完全的对桥墩就行防护，一方面是因为实际中发生冲刷现象原理的复杂性，另一方面则是受到工程施工的限制。为了能更好的将桥墩防护措施应用到工程实践中，本文论述了目前桥墩受到冲刷作用的基本原理，并对目前主要的防护手段进行归纳总结，希望对未来的施工建设提供一些理论依据，能减少桥墩受到局部冲刷作用带来的损失。

　　摘要：桥梁损毁的主要原因之一是桥墩受到水流的局部冲刷作用，但目前尚未找到一种切实可行的方法能完全的对桥墩就行防护，一方面是因为实际中发生冲刷现象原理的复杂性，另一方面则是受到工程施工的限制。为了能更好的将桥墩防护措施应用到工程实践中，本文论述了目前桥墩受到冲刷作用的基本原理，并对目前主要的防护手段进行归纳总结，希望对未来的施工建设提供一些理论依据，能减少桥墩受到局部冲刷作用带来的损失。

　　随着桥梁的建设的加快，各种安全问题也开始显现出来。而因为水毁而损坏的桥梁在所有发生的事故中是最高的[1]。桥墩的存在可以缩短河流的过水面积，但也会使得桥梁附近的水流结构和泥沙条件发生一定程度的变化。而运动的水流也必然会在桥墩周围发生局部冲刷现象，威胁到桥梁主体的安全。

　　局部冲刷通常是因为桥墩周围高强度的水流冲击和涡流体系所造成的。可以将其分为三方面[2]，即水流碰撞障碍物形成漩涡卷走泥沙形成冲刷坑的前进水流涡旋、水流碰撞桥墩后产生的下降水流冲刷桥底泥沙的下降水流淘底和水流通过桥墩后形成的涡旋卷走泥沙的尾流旋涡冲坑。

　　桥墩的局部冲刷一个复杂综合的过程，为方便研究，可以将其分为自然演变冲刷、一般冲刷和局部冲刷三个独立的部分，并假定这三种状态是逐步发生的。而不同的因素使桥墩受到局部冲刷的影响也各不相同，这里面包括了桥墩形状、水流强度和水底泥沙条件等多个方面。目前有以下三种观点[3]：

　　当桥墩置于流速场中，流动的水流在碰撞桥墩受阻后，因为水底流速小而水面流速大会在水底形成一个顺时针旋转的涡旋，并逐渐与桥墩周围的水流形成马蹄形涡旋系对桥墩施加了很大的河床剪切力。

　　这是因为桥墩的存在阻挡了水流的前进过程，这使水流在桥墩前形成部分“下降水流”造成桥墩周围水流结构的变化。而这种“下降水流”逐渐冲刷水底泥沙，破坏桥体稳固性。

　　桥墩的存在压缩了水流，破坏了桥墩周围原始的流速分布，桥墩由于两侧流速的相对增加而受到局部冲刷作用，并且这种冲刷会慢慢的作用与桥墩的正面。

　　以上三种现象的相互作用、相互影响造成了桥墩的局部冲刷现象，也可以归纳为，是桥墩对水流造成了压缩和阻碍，改变了桥墩周围的水流条件，在桥墩两侧和桥墩前形成了不利的水流条件，即马蹄形涡旋系，这也是造成局部冲刷现象的主要原因。

　　我们无法避免桥墩在水体中受到局部冲刷作用而发生损坏。但是在设计桥梁时，我们可以采取一些防护措施来将局部冲刷的危害降到最小。

　　桥墩防冲刷保护措施分为主动保护和被动保护两种[3-4]。主动保护是减小水流的冲击力来降低对桥墩的腐蚀。而被动保护则是通过改变受冲刷对象和水底泥沙特性来减小冲刷带来的危害。

　　通过在桥墩上游设置一些群桩来减小水流到达桥墩时的速度，进而减小水流所带来的冲击力达到保护桥墩的目的。

　　根据桥墩类型和水流条件在桥墩上安装护圈，这样可以减小水流到达桥墩时的能量，减轻下降水流和马蹄形涡旋的危害。

　　环翼式桥墩是通过在桥墩上加装一定数量形似翼状的挡板，削弱水流的带来的能量。并且可以通过调整挡板的方向控制水流向下冲击的方向，减小下降水流掏底和尾流涡旋冲坑带来的影响。

　　我们可以将粗糙护壳安装在没入水中桥墩的表面以降低水流的冲击作用，这可以很好的保护桥墩。有效的防止了马蹄形涡旋带来的损害。并且具有设备简单、性价比高、适用范围广的优点。

　　将石板放在桥墩的下游逐渐向河床截面延伸出去，这样做可以有效的降低尾水流的流速，而使尾流旋涡带来的影响降到最低，达到降低水流冲刷的目的

　　被动保护措施中抛石是目前采用较多的防护措施，具有取材便捷，操作简单的特点。它不仅可以强化水流卷动泥沙所需要的作用力，还因为其粗糙的表面使水流在通过时减缓了速度，达到了保护的作用。但也有缺点，如果发生流速突然增快或者河床发生演变时，抛石的位置也会发生变化，这就无法在对桥墩产生保护作用。

　　这是将钢围堰在施工期就安置在河床下面后在进行后面的下部桩基础施工，在完成所有的基础施工之后在河床上预留一点高度封顶，最后在预留高度上安装桥墩的保护装置。这能有效的减小下降水流带来的淘沙力，预防下降水流对泥沙进行直接冲击，并且这还能减轻马蹄形涡流对泥沙的冲刷作用。但这种方法对于有泥沙搬运特性的动床并不适用[5]。

　　这是利用四面体框架群对来对水流进行消能的方法。通过减小涡流能量以及稳固河床来达到保护桥墩的目的。最开始是在江河护岸和堤防上得到采用，现在慢慢的开始应用于冲刷防护领域。

　　桥墩受局部冲刷的影响不容忽视，对桥墩局部冲刷防护工程的研究也是十分有必要的。为了更好的将桥墩受局部冲刷作用产生的影响减到最小，对桥墩防护措施的相关理论研究及试验还有很长的路要走。相关的实验设备和技术手段也需要不断地完善和发展。本文通过介绍和分析桥墩局部冲刷的机理，总结了目前几种主要的桥墩防护措施和原理，希望能对日后施工提供一些参考意见。