冰蓋作用下橋墩的局部沖刷與防護.pdf

1、冰蓋作用下橋墩的局部沖刷是一個影響因素眾多的三維問題,當今還沒有一種橋墩局部沖刷坑的防護方法具有充分理論依據且完全有效。進行冰蓋作用下橋墩的局部沖刷與防護的理論分析和試驗研究,對我國高緯度地區(qū)橋梁建設具有重大意義。
　　本文對冰蓋流的紊動特性進行了理論分析和試驗研究,對冰蓋作用下的橋墩的局部沖刷作用進行了試驗研究,對護圈的防護作用進行了試驗研究和數值模擬。主要成果如下:
　　(1)本文試驗分別對單向恒定明流和冰蓋流縱向紊動強

2、度進行了分析。在數據分析的基礎上建立了兩種工況下縱向紊動強度與雷諾數和冰蓋曼寧糙率的相關經驗關系,并得出以下結論:在水流條件基本一致的情況下,冰蓋流縱向紊動強度比明流大;且隨冰蓋糙率的增大,冰蓋流的縱向紊動強度逐漸增大。
　　(2)總結了實驗室常用地形測量儀器的優(yōu)缺點;利用光的折射設計出了一種監(jiān)測橋墩局部沖刷坑地形的裝置,并與傳統測量方法進行了對比。該裝置的優(yōu)點是:結構簡單操作方便;經濟實用;可以帶水測量;監(jiān)測設備在水體外面,不會

3、對沖刷過程造成影響。
　　(3)分別對橋墩在明流和冰蓋流作用下的局部沖刷坑的深度和長度做了監(jiān)測,發(fā)現冰蓋的存在對局部沖刷坑的發(fā)展具有促進作用,且隨冰蓋糙率的增大這種促進作用越來越明顯。
　　(4)對沖刷坑坡度隨時間的變化做了分析,發(fā)現沖刷坑的坡度并不是一成不變的,而是圍繞一個平均值上下波動。
　　(5)通過對比試驗可知,護圈對沖刷坑的發(fā)展有抑制作用,且當護圈緊貼于床面時對沖刷坑的發(fā)展有滯后作用,護圈越大這兩種作用越強。