橋墩密布的城市河道壅水高度及防洪對策研究.pdf

1、隨著沿河快速路的修建,使得越來越多的城市河道主槽內(nèi)或一側(cè)均修建了順?biāo)鬟B續(xù)分布的橋墩,嚴(yán)重擠壓了河道的行洪斷面,造成較大壅水和流速分布的不均勻化,這勢必對河道行洪與河岸防護(hù)造成嚴(yán)重威脅。
　　國內(nèi)外眾多學(xué)者對單個橋墩和雙圓柱周圍水流結(jié)構(gòu)和圓柱繞流現(xiàn)象有著較為深入和全面的研究;在橋墩壅水方面,前人研究的內(nèi)容主要圍繞正交橋墩和斜交橋墩進(jìn)行。然而,但對于串列橋墩尾流現(xiàn)象及其產(chǎn)生的壅水,尤其是城市河道帶狀串列橋墩引起的流速虧損和壅水計算,

2、目前尚無計算公式和科學(xué)合理的評判方法,更無相應(yīng)的技術(shù)控制標(biāo)準(zhǔn),尚屬空白。
　　本文在前人研究的基礎(chǔ)上,對串列橋墩尾流及壅水問題進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究,在理論分析、物理模型試驗以及數(shù)值模擬方面開展了新的探索。
　　在理論研究方面,推導(dǎo)基于尾流尾渦疊加原理的串列橋墩尾流沿程最大虧損流速公式及尾流區(qū)橫斷面流速虧損公式,并建立滿足工程計算精度的壅水高度半經(jīng)驗半理論公式;在物理模型試驗方面,利用ADV流速儀和水位測針測得不同工況下串列橋

3、墩尾流流速分布及墩前壅水高度;在數(shù)值模擬方面,利用 CFD軟件FLOW-3D建立了串列橋墩的三維水動力數(shù)學(xué)模型,探討了串列橋墩繞流流態(tài)的變化規(guī)律,分析墩后尾流流場分布及墩前壅水高度,并利用模型試驗結(jié)果進(jìn)行了驗證,結(jié)果吻合良好。
　　針對上述研究結(jié)果,本文提出橋墩密布城市河道的防洪對策:在保證工程合理性和安全性的基礎(chǔ)上,應(yīng)盡可能縮小橋墩間距,并減少建于河道中的橋墩數(shù)量和橋墩直徑,對于洪水期來流流速增大而導(dǎo)致的墩前沖高變大,應(yīng)當(dāng)充分考