橋墩縱向間距對(duì)通航水流條件的影響研究.pdf

1、橋梁建設(shè)在一定程度上影響了河道水流運(yùn)動(dòng)，在橋墩周圍產(chǎn)生復(fù)雜的三維水流，致使橋墩附近存在不安全的航行區(qū)域。從通航安全考慮，有必要開(kāi)展深入研究。
　　利用flow-3D軟件，針對(duì)不同來(lái)流角度以及連續(xù)墩不同間距，計(jì)算了圓形墩和圓端形墩周圍的水流流場(chǎng)；通過(guò)概化船舶物理模型，研究了船舶通過(guò)單墩和連續(xù)墩時(shí)所受到的總力沿橫向分力，確定了通航安全距離。得到以下主要結(jié)論：
　　1.單橋墩周圍存在兩個(gè)明顯的橫向流速峰值，連續(xù)橋墩周圍存在四個(gè)明顯

2、的橫向流速峰值。橋墩尾部受到橋墩尾流的影響，橫向流速出現(xiàn)正負(fù)擺動(dòng)。隨著連續(xù)墩間距的增加，第一個(gè)橋墩尾流的影響慢慢體現(xiàn)出來(lái)。橋墩附近橫向流速零值，并不是在橋墩中心。第一個(gè)零值在第一個(gè)橋墩邊壁附近，第二個(gè)零值出現(xiàn)在墩尾。橋墩周圍的第一個(gè)峰值大小與單墩時(shí)很接近。第一個(gè)峰值和第二個(gè)峰值出現(xiàn)的位置與單墩時(shí)基本一致。當(dāng)連續(xù)墩間距達(dá)到12D時(shí)，第三個(gè)峰值和第四個(gè)峰值與第二個(gè)橋墩的相對(duì)位置較單墩時(shí)基本一致。
　　2.將紊流寬度重新定義為通航安全距

3、離。當(dāng)水流流向與橋軸線法線方向的交角大于5°，不宜直接用橫向流速為標(biāo)準(zhǔn)確定橋墩通航安全距離，可采用有無(wú)橋墩橫向流速差值作為通航安全距離的取值標(biāo)準(zhǔn)。水流流向與橋軸線法線方向的夾角和墩長(zhǎng)對(duì)橋墩周圍的通航安全距離存在明顯影響。
　　3.船舶經(jīng)過(guò)單橋墩時(shí)，船舶所受總力的橫向分力沿縱向分布曲線存在三個(gè)區(qū)，兩個(gè)推力區(qū)和一個(gè)吸力區(qū)。當(dāng)船舶經(jīng)過(guò)連續(xù)墩時(shí)，當(dāng)連續(xù)墩間距較小時(shí)，連續(xù)墩可以看做是一個(gè)整體，與單墩的分布規(guī)律基本相同。當(dāng)連續(xù)墩間距為6D和9