越江橋梁水動力學(xué)及橋墩沖刷問題研究——以京滬高速鐵路南京長江大橋?yàn)槔?pdf

1、結(jié)構(gòu)物周圍底床沖刷是自然界和工程中普遍存在的現(xiàn)象，例如橋墩、丁壩壩頭、導(dǎo)堤、海底管線、防波堤等工程結(jié)構(gòu)物周圍底床的局部沖刷。局部沖刷對結(jié)構(gòu)物的危害很大，是水利工程和海岸工程結(jié)構(gòu)物破損的主要原因之一。近些年以來，隨著河道及海岸工程的興起和日益發(fā)展，結(jié)構(gòu)物附近的局部沖刷問題同漸得到重視。 本文從描述水流運(yùn)動N-S方程和泥沙輸運(yùn)方程出發(fā)，結(jié)合橋墩沖刷機(jī)理相關(guān)研究，推導(dǎo)并建立適于橋墩沖刷計(jì)算水流泥沙運(yùn)動數(shù)學(xué)模型。在封閉Reynolds方

2、程組時，通過引進(jìn)Boussinesq假定，使用標(biāo)準(zhǔn)二階七一占紊流模型計(jì)算紊動切應(yīng)力(Reynolds應(yīng)力)。 為了研究京滬高速鐵路南京長江大橋建成以后橋墩和墩臺的阻水作用，結(jié)合物理模型試驗(yàn)，通過水流泥沙數(shù)學(xué)模型，試驗(yàn)和計(jì)算工程后河道內(nèi)水動力變化和橋墩周圍底床沖刷，并就河道壅水以及河勢變化影響進(jìn)行分析、討論。 在數(shù)值模擬中，為了模擬橋墩周圍精細(xì)的水流和泥沙運(yùn)動，避免傳統(tǒng)矩形網(wǎng)格布置采取階梯形簡化時，引起橋墩附近水流結(jié)構(gòu)出現(xiàn)