基于MIKE21、HEC-RAS及经验公式的桥梁壅水模拟及对比分析

本文以镇巴至广安高速公路渠县北互通立交连接线2号大桥为工程实例,借助于MIKE21 FM模型及HEC-RAS模型,通过进行数值模拟和对比分析,对河道内的涉水建筑物对河道防洪流态的影响进行了研究,分别计算不同洪水频率条件下,河道中建桥前后,桥墩对河道行洪的影响,并将两种数值模拟成果与理论经验公式计算成果进行比较。通过计算比较分析,采用MIKE21 FM模型计算时,建桥后桥位上游水位壅高,流向变化较小,而流速增加值与流量成负相关;采用HEC-RAS模型计算时,水位壅高值小于MIKE21 FM模型,且无法分析整个流场的数值变化。在河道地形复杂或是所在河道防洪标准较高时,建议采用MIKE21 FM模型,并可采用HRC—RAS模型作为验证。经验公式与模型计算成果差距较大,陆浩公式计算得到的壅高值偏大,D’Aubuisson公式偏小。本研究可为实际桥梁工程设计及河道沿岸洪泛区防洪提供指导或参考作用。