斜交橋的沖刷計(jì)算研究.pdf

1、隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)生產(chǎn)力水平的提高，需要在河流上修建越來(lái)越多的橋梁，在山區(qū)和部分平原地區(qū)，受河流形態(tài)、路網(wǎng)和橋梁兩端地形地貌的限制，橋位不得不采用斜交布設(shè)方式。橋位斜交會(huì)帶來(lái)與正交情況下不同的斜交效應(yīng)，使得斜交橋的沖刷計(jì)算方法中要考慮斜交角度的影響。
　　 現(xiàn)行的一般沖刷和局部沖刷計(jì)算方法主要是針對(duì)橋軸線與河流正交的橋梁，當(dāng)橋軸線與河流斜交時(shí)，其交角對(duì)沖刷的影響主要由有效過水面積和橋孔凈長(zhǎng)來(lái)反映，現(xiàn)行計(jì)算斜交橋下有效過水面

2、積和橋孔凈長(zhǎng)有兩種方法：投影面積法和斜交面積法。由于水流流過斜交橋時(shí)流向會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，采用投影面積法和斜交面積法計(jì)算有效過水面積和橋孔凈長(zhǎng)都不甚合理，而是在計(jì)算有效過水面積和橋孔凈長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮水流流向偏轉(zhuǎn)角的影響。
　　 本論文通過分析橋渡水力學(xué)特征，給出了適合橋渡水流流場(chǎng)的水動(dòng)力學(xué)方程，并采用沿水深平均的方法對(duì)方程進(jìn)行了簡(jiǎn)化，得到了橋渡二維水動(dòng)力學(xué)方程，然后采用有限體積法對(duì)方程進(jìn)行了離散，建立了橋渡二維流場(chǎng)數(shù)值模型，并通過對(duì)沖

3、刷機(jī)理的分析，設(shè)定了模型中的特定參數(shù)。通過FLUENT對(duì)不同斜交角、壓縮比和水流流速情況下的橋渡二維流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到了各種情況下橋渡附近的水流速度矢量圖和橋墩墩心連線上各點(diǎn)處的水流速度和水流流向偏轉(zhuǎn)角度變化曲線圖。然后采用加權(quán)平均的方法計(jì)算得到了各種情況下的橋渡水流流向偏轉(zhuǎn)角度。最后通過對(duì)比分析，得到了斜交橋下水流流向偏轉(zhuǎn)角度隨斜交角、壓縮比和水流速度的變化規(guī)律。本規(guī)律可供今后人們?cè)谛苯粯虻目讖接?jì)算中參考，為斜交橋沖刷計(jì)算的研究