冰蓋作用下橋墩的局部沖刷與防護(hù).pdf

1、冰蓋作用下橋墩的局部沖刷是一個(gè)影響因素眾多的三維問題,當(dāng)今還沒有一種橋墩局部沖刷坑的防護(hù)方法具有充分理論依據(jù)且完全有效。進(jìn)行冰蓋作用下橋墩的局部沖刷與防護(hù)的理論分析和試驗(yàn)研究,對(duì)我國(guó)高緯度地區(qū)橋梁建設(shè)具有重大意義。
　　本文對(duì)冰蓋流的紊動(dòng)特性進(jìn)行了理論分析和試驗(yàn)研究,對(duì)冰蓋作用下的橋墩的局部沖刷作用進(jìn)行了試驗(yàn)研究,對(duì)護(hù)圈的防護(hù)作用進(jìn)行了試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬。主要成果如下:
　　(1)本文試驗(yàn)分別對(duì)單向恒定明流和冰蓋流縱向紊動(dòng)強(qiáng)

2、度進(jìn)行了分析。在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上建立了兩種工況下縱向紊動(dòng)強(qiáng)度與雷諾數(shù)和冰蓋曼寧糙率的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)關(guān)系,并得出以下結(jié)論:在水流條件基本一致的情況下,冰蓋流縱向紊動(dòng)強(qiáng)度比明流大;且隨冰蓋糙率的增大,冰蓋流的縱向紊動(dòng)強(qiáng)度逐漸增大。
　　(2)總結(jié)了實(shí)驗(yàn)室常用地形測(cè)量?jī)x器的優(yōu)缺點(diǎn);利用光的折射設(shè)計(jì)出了一種監(jiān)測(cè)橋墩局部沖刷坑地形的裝置,并與傳統(tǒng)測(cè)量方法進(jìn)行了對(duì)比。該裝置的優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單操作方便;經(jīng)濟(jì)實(shí)用;可以帶水測(cè)量;監(jiān)測(cè)設(shè)備在水體外面,不會(huì)

3、對(duì)沖刷過(guò)程造成影響。
　　(3)分別對(duì)橋墩在明流和冰蓋流作用下的局部沖刷坑的深度和長(zhǎng)度做了監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)冰蓋的存在對(duì)局部沖刷坑的發(fā)展具有促進(jìn)作用,且隨冰蓋糙率的增大這種促進(jìn)作用越來(lái)越明顯。
　　(4)對(duì)沖刷坑坡度隨時(shí)間的變化做了分析,發(fā)現(xiàn)沖刷坑的坡度并不是一成不變的,而是圍繞一個(gè)平均值上下波動(dòng)。
　　(5)通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)可知,護(hù)圈對(duì)沖刷坑的發(fā)展有抑制作用,且當(dāng)護(hù)圈緊貼于床面時(shí)對(duì)沖刷坑的發(fā)展有滯后作用,護(hù)圈越大這兩種作用越強(qiáng)。