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研究問題,特別是近年來隨著交通運輸?shù)目焖侔l(fā)展,航道等級越來越高,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。目前對橋區(qū)通航安全問題的研究大多集中在以單個橋墩為研究對象,對單個橋墩周圍的水流特性和紊流寬度的研究,然而對連續(xù)布置橋墩的情況卻研究較少。
　　 本文主要工作是針對圓頭端矩形橋墩周圍的水流特性及紊動強度進行觀測分析,并采

2、用數(shù)學模型對其非穩(wěn)態(tài)瞬時流場進行模擬,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、橋前行進流速與水深對橋墩繞流水流結(jié)構(gòu)和紊流強度的影響,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)水流紊動的主要因素之一,越靠近尾渦區(qū)域紊動能越大、時均流速越小、脈動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)水流脈動強度大,流態(tài)紊亂;
　　 (2)隨著流速的增大

3、,紊流強度與寬度均相應(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,隨著間距的減小,墩尾尾流紊動強度和寬度迅速增大,間距L/D＞6時,隨著間距的減小,墩尾尾流紊動強度和寬度變化較小;
　　 (3)將紊動強度開始增大的測點作為紊流寬度的臨界點,單墩時橋墩墩壁一側(cè)紊流寬度為0.5～1.0D,雙墩時為1.0～2.5D。而對于數(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