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《降低橋墩壅水的優(yōu)化試驗(yàn)研究_何貞俊》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、第46卷第23期人民長江Vol．46，No．232015年12月YangtzeＲiverDec．，2015文章編號:1001－4179(2015)23－0055－05降低橋墩壅水的優(yōu)化試驗(yàn)研究何貞俊，張金明，何用，呂文斌(珠江水利委員會珠江水利科學(xué)研究院，廣東廣州510610)摘要:橋墩型式對墩前壅水高度影響較大。為優(yōu)化涉水橋梁工程設(shè)計(jì)方案，降低橋墩壅水對河道防洪的影響，通過建立寬水槽模型，對不同橋墩型式所引起的墩前壅水高度進(jìn)行了測試和分析。結(jié)果表明，橋墩的最優(yōu)側(cè)面曲線特征參數(shù)b'/L為0．071～0．083;方墩
2、、流線墩和雙圓墩3種墩型的優(yōu)勢夾角不同，橋墩軸線與水流夾角小于36°時(shí)，流線墩壅水最小，大于36°時(shí)雙圓墩壅水最小。關(guān)鍵詞:壅水;墩型優(yōu)化;寬水槽模型;橋墩中圖法分類號:U443．22文獻(xiàn)標(biāo)志碼:ADOI:10．16232/j．cnki．1001－4179．2015．23．013［4］謙(2006)等結(jié)合水工模型試驗(yàn)資料對Yarnell公1研究背景式、D'Aubuisson公式、Henderson公式和無坎寬頂堰公國外從19世紀(jì)后期就開始了橋梁壅水的調(diào)查分式進(jìn)行了對比檢驗(yàn)，分析了不同公式的適用條件及偏析和實(shí)驗(yàn)研究工
3、作，以D'Aubuisson1840年提出的橋差;秦蓓蕾(2010)結(jié)合具體工程和數(shù)值模擬方法，分［5］墩壅水計(jì)算公式為起點(diǎn)，已有170多年的歷史，稍后析了上述4個公式的誤差及原因。目前采用數(shù)值模Weisbach(1848)、Ｒuhlmann(1880)等分別提出了橋墩擬方法研究橋梁壅水的成果較多，吳飛、甘盟(2009)壅水的堰流公式，Naglar(1917)、Lane(1920)利用試驗(yàn)采用數(shù)值模擬方法分析了橋墩組中軸線與水流方向夾［6］資料對D'Aubuisson公式和Weisbach公式進(jìn)行了修角過大時(shí)對河流
4、流場的影響;周勤、尹崇清等訂，而后Ｒehbock和Yarnell分別進(jìn)行了大量系統(tǒng)的室(2011)采用數(shù)值模擬方法分析了斜交橋墩的阻水特［7］內(nèi)實(shí)驗(yàn)，在區(qū)分流態(tài)的基礎(chǔ)上把前人的研究向前推進(jìn)性;丁偉、唐洪武等(2011)采用數(shù)值模擬方法分析［1］［8］了一大步。從20世紀(jì)60年代開始，國外將電子計(jì)了涉河橋梁阻水的影響因素;朱毅峰，朱士康算機(jī)應(yīng)用于橋梁和河道水力計(jì)算。20世紀(jì)60年代末(2014)結(jié)合珠江河口地區(qū)特性及防洪評價(jià)工作特［9－10］到70年代初，美國陸軍工程兵團(tuán)地質(zhì)工程中心點(diǎn)，分析了珠江河口橋梁的阻水效應(yīng);
5、褚曉岑、唐(HEC)等部門編制了橋梁河道水力學(xué)和各種涵洞水洪武等(2014)對甬江感潮河口地區(qū)橋梁群對防洪納［11］力計(jì)算程序。1974年，美國J．T．Franques和D．W．潮的累積影響進(jìn)行了分析。Yannitell擬出了橋前壅水二元流分析的第一個有限元隨著中國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對防洪安全提出［2］模型。到近期，隨著計(jì)算方法和模型離散方法的改了更高要求，如何優(yōu)化涉水橋梁工程設(shè)計(jì)方案，適應(yīng)河進(jìn)，出現(xiàn)了許多精度更高的計(jì)算程序，例如PHOE-道水動力特性，降低壅水以控制工程對防洪的影響，既NICS、CFX、STAＲ
6、－CD、MIKE、FLUENT等多個商用是困擾工程建設(shè)和設(shè)計(jì)單位的重要技術(shù)問題，更是水［3］CFD軟件。行政主管部門開展河道管理和水行政許可的關(guān)鍵技術(shù)中國的公路和鐵路系統(tǒng)從20世紀(jì)70年代末期開問題。橋墩壅水問題的計(jì)算，國內(nèi)外學(xué)者開展了大量始研究橋梁壅水問題，“98”長江大洪水之后，水利部研究工作，但是從降低壅水高度的角度如何優(yōu)化橋墩門對這個問題的研究逐漸增多。王開、傅旭東、王光型式，至今鮮有研究，而這正是當(dāng)前研究的重點(diǎn)。收稿日期:2015－09－13作者簡介:何貞俊，男，高級工程師，主要從事水力學(xué)及河流動力學(xué)研究
7、工作。E－mail:155190624@qq．com56人民長江2015年參數(shù)，阻水比越大，流線收縮擴(kuò)散越劇烈、回流強(qiáng)度越2橋墩壅水影響因素分析大。③橋梁結(jié)構(gòu)。橋梁結(jié)構(gòu)影響流線收縮擴(kuò)散和回由于橋墩的阻礙作用，水流經(jīng)過橋墩時(shí)需要克服流范圍，主要包括橋梁迎水面形狀、側(cè)面形狀、立面體阻力，從而在橋墩前形成一定的水位壅高ΔZ，如圖1型等。所示。無橋墩時(shí)河床糙率引起的沿程水頭損失為Δhp3寬水槽物理模型=h1－h(huán)2，有橋墩時(shí)壅水為ΔZ，總的水頭損失為2v當(dāng)前橋墩的阻水壅高一般只有幾公分，這對物理1Δh=Δhp+Δhs=ΔZ+
8、h1－h(huán)2+α1－2g模型試驗(yàn)的精度提出了很高要求，水槽模型一方面要222v2v1v2具有足夠的寬度，以減小邊壁對水流的影響，另一方面α2=ΔZ+Δhp+α1－α2(1)2g2g2g測試設(shè)備要具有足夠的精度，并保障測試設(shè)備有效運(yùn)則行。22v1v23．1模型設(shè)計(jì)與制作Δhs=ΔZ+α1－α2(2)2g2g寬水槽物理模型主要需滿足水流運(yùn)動相似，按照式中，Δh、Δ
