桥墩周围紊流区宽度及桥梁通航孔净宽的研究.pdfVIP

摘 要 部分通航河流上建设桥梁后，因通航孔净宽不足而碍航。通过分析天然河流 与模型试验资料发现桥墩两侧存在影响航行安全的紊流区，但目前关于桥梁通航 孔净空尺度计算公式中没有考虑该区域的宽度。因此，研究通航孔墩柱附近的碍 航紊流区宽度及桥梁通航孔净宽，对合理选取桥梁净跨，避免船舶撞击桥墩事故 发生等具有重要的理论和现实意义。 本文依托交通部行业联合科技攻关项目“桥区河段航道整治技术研究”课题， 采用概化水槽试验，数值模拟相结合的研究方法，就桥墩附近紊流区宽度及桥梁 通航孔净宽进行研究。在分析了桥墩周围水流结构的基础上，建立了平面二维紊 流数学模型，应用该模型对直道墩柱绕流进行计算，计算结果较好地反映了墩柱 周围的平面水流现象。在概化水槽试验中，采用先进的PIV流场测试系统及数据 处理程序进行图像采集和数据处理，得到了直道和弯道中单墩和不同间距双墩布 置情况下的表面流场图，从而分析出各实验场次墩柱周围的紊流区宽度，进而推 导出桥墩周围紊流区宽度计算公式。 根据对桥墩周围水流结构和紊流区宽度等相关方面的研究，本文首次提出因 桥墩周围水流流态紊乱，桥区航道边线与桥墩之间应该有一安全距离，在桥梁通 航孔净宽计算中应增加考虑这一距离，并对现有的桥梁通航孔净宽尺度的计算公 式进行了修正，公式中增加c4项，同时根据实验资料分析结果，给出了顺直航道 和弯曲航道Ct项的取值方法。 关键词：航道；通航孔；桥墩；紊流区；墩柱绕流；数值模拟 ABSTRACT outfromthe Setting actualconditionthattherehas affect portionbridge voyage for its clearwidthistoo thenaturalriversand navigable narrow．Throughanalyzing modeltest foundthatthereareturbulence materials，we zonethataffect navigation atboth sidesof calculationformula safety pier．However,atpresent，the about clearwidth navigablebridge doesn’tconsiderthewidthofthisdistrict．Sothe opening researchonextentofturbulencezonearoundandwidth pier ofnavigablebridge has andrealism inthe fieldsof openingveryimportanttheory significance choosing theclear ofthe traffic from span bridge rationally，preventingship happingbumping intothe pier, Thethes