数值模拟技术在桥梁桥墩布置及跨度选择中的应用

桥区河段水沙条件复杂,桥梁桥墩布置和桥梁跨度的选择会对主航槽演变、通航条件以及项目总投资造成一定的影响。利用数值模拟技术深入分析建桥前后桥区河段水流条件,找出经济、合理的桥墩布置和桥梁跨度。分析表明：1）桥墩布置时应尽可能满足河床与航道变迁,不形成碍航和通航控制河段。2）桥梁跨度净宽应满足通航净宽和船舶通过能力等的要求。     

武汉沌口长江公路大桥通航孔布置方案研究

文章通过对长江中游沌口水道航道条件、通航环境等因素进行分析,结合拟建沌口长江公路大桥的特点,在充分考虑桥梁技术难度及建设风险的情况下,从保障长江航道畅通及船舶通航安全角度出发,提出了(100+275+760+275+100)m桥跨方案的桥墩布置方案。     

长江下游口岸直水道鳗鱼沙心滩段选槽方案

为给口岸直水道12.5 m深水航道治理方案研究提供依据,在对鳗鱼沙心滩段航道条件和演变趋势进行分析基础上,考虑两岸港口岸线发展需要,确定了选择鳗鱼沙心滩段左槽为12.5 m深水航道、维持右槽10.5 m深水航道的选槽方案,并核算了在泰州公路大桥和在建航道整治工程影响下的航线布置要求.计算结果表明,12.5 m深水航线选择泰州桥左通航孔航行进入左槽,航线平顺,过渡较好,是较为稳妥的航线布置方案;但局部年份左通航孔航宽不足时,采用从泰州公路桥右侧主通航孔下行后往左槽过渡的方案也是可行的,但富余不多.     

长江下游南通至南京段深水航道设计通航标准研究

随着江苏沿江港口发展和沿江经济产业带布局的实施,长江南京以下河段航道的能力提升和标准提高已成迫切需要。根据工程河段沿程自然条件与工程限制条件、港口与地方经济需求和船舶大型化要求,分区段论证了适合的通航设计船型、设计通航标准和航道建设规模,提出深水航道的尺度取值原则并给出主要区段的推荐取值。基于工程河段水文条件的时空变化特点,给出各设计船型不同水位保证率的限制吃水,并认为通航管理中应充分考虑大型船舶限制吃水的季节变化。     

长江下游高港边滩演变趋势及其对深水航道的影响

随着长江南京以下12. 5 m深水航道落成洲和鳗鱼沙两个浅滩治理工程的实施,高港浅区段的外部条件发生变化。通过河床演变分析和数值模拟等方法预测10年末高港河段的航道通航条件,分析高港边滩演变趋势及对深水航道通航的影响。研究结果表明:未来扬中河段的河势基本稳定,高港边滩不会大幅度淤涨,也不易冲刷消失;高港边滩段中上段的航道条件能满足深水航道通航条件,高港边滩下段存在轻微碍航情况。     

福姜沙北水道12.5 m深水航道疏浚方案的难点与对策

福姜沙北水道作为长江南京以下12.5 m深水航道二期工程重点疏浚河段,易受上游靖江边滩冲刷沙体过境的影响,河势变化较为复杂。针对疏浚方案中存在的掉头区布置、运泥线路选择及艏吹点布设等难点,对施工条件、通航法规、施工效率、施工安全及经济合理性等进行研究。采用理论计算与施工经验相结合的方法,提出解决对策,从而完善了福姜沙北水道12.5 m疏浚方案,也可为今后长江内河疏浚施工提供借鉴。     

基于航道及通航影响的采砂方案优化

在分析采砂对航道布置和船舶通航影响的基础上,按照满足采砂施工期船舶通航要求、有利于改善采砂河段航道条件和有利于采砂工程施工要求的原则,提出采砂区平面布置和局部河段航道设置的优化调整方案,在河道采砂和航道浅区疏浚相结合方面做了有益探索。     

安徽省望东长江大桥桥墩布置方案优化研究

在分析安徽省望东长江公路大桥所在的东流水道河道及航道条件的基础上,从通航的角度,对拟建的安徽省望东长江公路大桥通航净空尺度进行计算,对通航桥孔布置进行分析,并结合桥区航道条件,针对原桥型方案存在的问题,对桥墩布置方案进行优化分析,优化后的桥型方案(通航孔布置为78 m+228 m+638 m+228 m+78 m)能较充分地利用有效通航水域,适应航道条件变化较强,该桥型方案合理可行.     

黄冈公铁两用长江大桥桥位选择及孔跨布置

通过对黄冈桥桥区河段的河床稳定性、航道稳定性以及航道条件进行分析,对2个桥位进行综合比较,确定推荐桥位。根据黄冈桥所处河段的特性,以适应桥区航道条件,最大限度降低对通航船舶航行及安全为主要因素进行孔跨布置,并对桥梁的孔跨布置进行合理性分析,使黄冈桥的桥式方案能够满足桥区船舶通航要求。     

佛耳岩作业区二期工程港池开挖对航道通航条件的影响分析

根据佛耳岩作业区二期工程港池开挖方案,采用二维水流数学模型对开挖后的航道水流条件变化进行预测分析,研究了港池开挖施工对航道布置、航标布设和船舶通航的影响,并考虑本河段航道条件及通航环境的复杂性,提出港池开挖的优化施工方案,可为类似工程设计和通航管理提供参考。     

超临界雷诺数下桥墩紊流宽度的计算方法

桥墩紊流宽度的计算与水流雷诺数的范围关系较大,将影响到计算成果的合理性。结合山区河流超临界雷诺数条件,采用格子Boltzmann方法模拟桥墩三维紊流流场,并结合大涡模拟和运动边界处理方法,分析不同来流、河形等条件下的桥墩三维紊流宽度,由此建立了顺直河道和弯曲河道中圆型桥墩相对紊流宽度与弗劳德数之间的耦合关系。该研究成果通过四川邓家坝大桥航宽验算,与经验法及祖小勇算法比较,发现该方法得出的桥墩紊流宽度略小、其数值趋于合理。     

景洪勐泐大桥通航问题研究

根据桥位选择的基本原则,结合桥区工程概况、航道条件等方面对正交及斜交2个桥位进行比较,得出景洪勐泐大桥斜交桥位为推荐桥位。通过对斜交桥位各桥型方案的通航净空尺度、桥墩位布置等因素对通航影响等方面进行研究,确定将330 m跨钢箱拱桥桥型作为推荐桥型。最后通过水流数值模拟并结合实测资料进行分析,分析建桥后对通航水流条件的影响情况, 从而更加确定推荐方案的合理性。     

韩家沱长江大桥方案选择与通航问题的研究

根据桥位选择的基本原则,在模型试验的基础上,从航道条件、河床演变、通航水流条件等方面对上、下桥位进行比较,得出韩家沱桥位（上桥位）为推荐桥位。通过对上、下桥位各桥型方案的通航净空尺度、桥墩位布置和施工因素对通航影响等方面进行研究,确定将韩家沱桥位432 m双塔斜拉桥作为推荐桥型。最后对建桥后的通航水流条件进行验证,并与建桥前进行比较,得出建桥后对库区航道通航影响较小,故韩家沱长江大桥方案选择合理可行。     

富绥公路桥桥址河段演变规律及通航条件研究

以实测水文、泥沙及地形资料为依据,针对该河段河床宽浅、洲滩及支汊众多,河床覆盖层较厚,河床可动性较大,拟建桥址河段均存在航槽摆动等特点,利用河床演变分析及物理模型试验等手段,研究了富绥松花江公路大桥3个桥址河段河床演变规律及通航条件,提出满足通航要求的推荐桥址,为富绥松花江公路大桥桥址选择提供科学依据。     

新建桥墩对整治建筑物影响及守护措施研究

拟建南纪门轨道专用桥桥墩距离下游整治建筑物最小距离仅24 m,桥墩建成后将对整治建筑物自身稳定产生一定的不利影响,进而可能影响该河段航道整治效果和既定整治目标的实现。采用二维水流泥沙数学模型,计算桥墩建成后水沙条件变化,并对提出的联合守护方案效果进行分析。结果表明：桥梁建设对工程河段航道的通航水流条件影响较小,但会造成桥墩、直立式挡墙前沿和丁顺坝坝头等区域产生局部冲刷,影响桥墩、挡墙及Z^#₁丁顺坝自身的稳定性;联合守护方案实施后,局部冲刷范围明显减小,冲刷强度显著减弱,保障了整治建筑物和桥梁的稳定性,确保航道整治工程原设计功能的正常发挥。     

Experimental study on the width of the turbulent area around bridge pier

At present, the method of calculating the turbulent flow width around the bridge pier is not given in the "Standard for Inland River Navigation" (GB50139-2004) in China, and the bridge designer usually increases the bridge span in order to ensure the navigation safety, which increases both of the structural design difficulty and the project investments. Therefore, it is extremely essential to give a research on the turbulent flow width around the bridge pier. Through the experiments of the fixed bed and the mobile bed, the factors influencing the turbulent flow width around the bridge pier have been analyzed, such as the approaching flow speed, the water depth, the angles between the bridge pier and the flow direction, the sizes of bridge pier, the shapes of the bridge pier, and the scouring around the bridge pier, etc. Through applying the dimension analytic method to the measured data, the formula of calculating the turbulent flow width around the bridge pier is then inferred.     

山区桥群河段桥梁间距与净跨关系研究*

桥群的形成增加了碍航程度,给船舶的正常航行及通航安全带来较大影响。基于概化弯道桥群河道条件,采用船舶操纵运动数值模拟方法,拟定出了概化弯道桥群河段上的桥间距与桥梁净跨间的内在关系。同时考虑实际的河道条件,给出了桥群河段桥间距与桥梁净跨耦合关系的一般形式。利用上述研究成果,分别以四川沱江邓家坝和重庆长江菜园坝桥群河段为例,分析研究了拟建邓家坝大桥桥址与桥跨布设方案的可行性,评估了菜园坝桥群河段的通航环境     

舟山小干大桥通航研究

舟山市普陀区小干大桥连接舟山本岛与小干岛,跨越沈家门西港区。沈家门港是我国著名的渔港,为渔船避风、补给、水产集散,客货运输的综合性港口。沈家门西港区航道由小干岛、马峙岛与舟山本岛所围成,两岸码头众多,航行船舶的组成较为复杂。在分析舟山小干大桥所在的沈家门西港区海道条件、航道条件、港口情况的基础上,从通航的角度,对拟建的舟山小干大桥选址进行分析、对通航净宽进行计算,并结合桥区航道条件,论证通航净空尺度。     

武汉鹦鹉洲长江大桥2~#桥墩局部冲刷防护设计

为防止武汉鹦鹉洲长江大桥2#桥墩建设对拟建的武桥水道航道整治工程建设和整治效果产生不利影响,提出将桥墩防护工程和其周边航道整治工程合二为一的设计方案,统筹安排施工进度,并根据建设过程中出现的问题,适时调整设计方案,解决了桥梁建设与航道整治工程之间的矛盾,确保两项工程保质、保量、按时竣工。