連續(xù)布置橋墩周圍水流特性研究.pdf

1、橋墩周圍的水流特性是確定橋區(qū)通航水流條件、跨河建筑物通航凈寬尺度的重點(diǎn)研究問題,特別是近年來隨著交通運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展,航道等級(jí)越來越高,跨河建筑物越來越密集,水流條件更加復(fù)雜,不可避免的產(chǎn)生了影響通航安全的新問題。目前對(duì)橋區(qū)通航安全問題的研究大多集中在以單個(gè)橋墩為研究對(duì)象,對(duì)單個(gè)橋墩周圍的水流特性和紊流寬度的研究,然而對(duì)連續(xù)布置橋墩的情況卻研究較少。
　　 本文主要工作是針對(duì)圓頭端矩形橋墩周圍的水流特性及紊動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)行觀測(cè)分析,并采

2、用數(shù)學(xué)模型對(duì)其非穩(wěn)態(tài)瞬時(shí)流場(chǎng)進(jìn)行模擬,討論沿水流方向連續(xù)布置圓頭墩的情況下,相關(guān)水力特性與單墩的區(qū)別,深入分析橋墩之間的間距、橋前行進(jìn)流速與水深對(duì)橋墩繞流水流結(jié)構(gòu)和紊流強(qiáng)度的影響,得到以下主要結(jié)論:
　　 (1)橋墩墩尾周期性脫落的尾渦是引起兩側(cè)水流紊動(dòng)的主要因素之一,越靠近尾渦區(qū)域紊動(dòng)能越大、時(shí)均流速越小、脈動(dòng)流速概率分布曲線越平坦且與正態(tài)分布差別越大,說明紊流區(qū)內(nèi)水流脈動(dòng)強(qiáng)度大,流態(tài)紊亂;
　　 (2)隨著流速的增大

3、,紊流強(qiáng)度與寬度均相應(yīng)增大。連續(xù)布置兩座橋墩情況下,橋墩間距L與橋墩直徑D比值L/D＜6時(shí),隨著間距的減小,墩尾尾流紊動(dòng)強(qiáng)度和寬度迅速增大,間距L/D＞6時(shí),隨著間距的減小,墩尾尾流紊動(dòng)強(qiáng)度和寬度變化較小;
　　 (3)將紊動(dòng)強(qiáng)度開始增大的測(cè)點(diǎn)作為紊流寬度的臨界點(diǎn),單墩時(shí)橋墩墩壁一側(cè)紊流寬度為0.5～1.0D,雙墩時(shí)為1.0～2.5D。而對(duì)于數(shù)模結(jié)果,將墩尾橫斷面流速變化大于1cm/s的區(qū)域作為橋墩周圍紊流影響范圍,所得結(jié)果與物