双向流桥墩局部冲刷计算分析

文中针对潮流作用下的桥墩冲刷深度进行分析探讨,通过对闵浦三桥水中墩的局部冲刷深度进行计算分析,选取较为合理的局部冲刷深度作为双向水流作用下的桥墩局部冲刷深度,为工程设计施工提供参考。     

波流共同作用下大尺度圆柱墩群周围局部冲刷的数值模拟

本文利用数值方法研究了波流共同作用下大尺度圆柱墩群周围的局部冲刷,利用有限元方法建立了模拟波流共同作用下大尺度圆柱墩群周围的局部冲刷的数值模型.该数值模型波包括两个子模型:波流耦合场的数值模型和输沙计算的数值模型.通过波浪弥散关系的迭代计算可得到随流运动坐标系中的波浪频率和波向与流向的夹角.流场通过求解加入辐射应力项的浅水环流方程得到,波浪场通过求解含流的缓坡方程得到.然后通过两者的迭代计算得到波流场的耦合解.利用已获得的波流场的水质点的速度计算海床底面的剪切应力与泥沙的输沙率,通过泥沙守恒定律计算海底地形改变情况,在新的海底地形条件下重新计算波流场,重复这一过程直至地形稳定.本文中首先利用数值方法计算了波流共同作用下大尺度孤立圆柱周围的局部冲刷,计算结果与物理模型试验的实测值吻合得较好.在此基础上,本文计算了多组墩群周围的的部冲刷的算例,并与相同条件下孤立圆柱周围的局部冲刷结果进行了比较,以研究墩群中各柱间的相互作用对局部冲刷的影响.     

某跨海大桥复合桥墩潮流作用下局部冲刷深度的数值分析

桥墩冲刷已被公认为桥梁水毁的一个重要原因,为了确保桥梁的安全和减少因大桥关闭引起的交通中断,准确评价桥梁冲刷深度从而采取相应对策措施显得非常必要.对目前大桥工程普遍采用的复合桥墩的冲刷深度进行研究,主要结合某一跨海大桥不同桥型方案(三塔斜拉、三塔悬索和双塔斜拉),采用SMS软件中的FESWMS模块,分析了在大桥运行期内潮流作用下复合桥墩周围最大可能冲刷深度,从而为工程设计提供理论依据.     

某跨海大桥复合桥墩潮流作用下局部冲刷深度的数值分析

桥墩冲刷已公认为桥梁水毁的一个重要原因，为了确保桥梁的安全和减少因大桥关闭引起的交通中断，准确评价桥梁冲刷深度从而采取相应对策措施显得非常必要。对目前大桥工程普遍采用的复合桥墩的冲刷深度进行研究，主要结合某一跨海大桥不同桥型方案（三塔斜拉、三塔悬索和双塔斜拉），采用SMS软件中的FESWMS模块，分析了在大桥运行期内潮流作用下复合桥墩周围最大可能冲刷深度，从而为工程设计提供理论依据。     

桩承台桥墩基础局部冲刷数值模拟研究

为研究桩承台桥墩基础局部冲刷机理及其局部冲刷影响特性,本文采用CFD软件建立三维水沙动力模型研究了矩形与梯形承台桩承台桥墩基础在不同承台高程下的局部冲刷特性。同时,采用HEC-18公式对矩形承台桩承台桥墩基础局部冲刷深度进行计算。研究结果表明：不同承台高程下将影响桩承台桥墩基础最大局部冲刷深度,且不同承台形状对周边水流产生不同的影响,说明承台在桩承台桥墩基础局部冲刷中具有举足轻重的作用,而HEC-18公式计算结果同样说明随着承台高程向泥面靠近,承台部分对局部冲刷深度贡献增大,且梯形承台桩承台桥墩基础增加及影响更为显著。     

河流桥墩冲刷分析

近年来桥梁损毁事故常有发生,桥梁的安全性成为重要研究课题。结合最新资料对大桥桥墩周围复杂水流结构进行了详细分析,再分别从墩形、水流速度及水流方向与墩轴交角对局部冲刷影响进行了探讨,对冲刷影响因素进行了概括总结,对一般冲刷和局部冲刷深度计算公式的实际应用条件及范围进行了分析说明,对当前研究中存在的问题和解决方法及未来研究方向进行了展望。     

潮流对桥墩局部冲刷影响研究综述

潮流环境桥墩冲刷问题已成为目前研究的热点.为深入分析潮流对桥墩局部冲刷影响,文章通过系统梳理河口或近海潮流环境下桥墩局部冲刷文献成果,总结了潮流引起的桥墩局部冲刷特性,明晰潮流引起的桥墩局部冲刷机理与过程,并阐述了潮流桥墩局部冲刷深度、冲刷过程变化及主要影响因素.研究分析认为:潮型及流速的概化差异是造成目前潮流桥墩局部...     

潮汐河段桥墩局部冲刷深度的试验研究

随着公路延伸到潮汐河道和近海海港,在桥梁设计中需要对潮汐河段桥墩的局部冲刷深度进行分析。在动床模型试验中使用了典型的潮汐水流条件和3种代表性的模型沙。使用拍照和测量记录下冲刷坑的形态和深度变化过程,得到了潮汐河段桥墩的冲刷过程,将潮流冲刷的深度与恒定流的深度进行比较,得出不同条件下冲刷深度的折减系数为0.75~0.92,建议以涨落急最大流速代替恒定流流速作为计算的标准,试验结果还表明泥沙粒径小于0.15 mm条件下的公式计算结果与试验结果有差别,建议对公式进行修正。     

局部冲刷坑形成影响桥墩附近流场特性的试验研究

通过对不同水沙条件下冲刷发展过程中3个典型时刻桥墩前、后竖直对称面内流速、紊动量的测量和分析,定性地研究了冲刷发展过程中桥墩周围流场的水力特性、冲刷坑的形成与发展对桥墩周围水流结构作用强度的影响,以及防护工程应该实施的最佳时机.     

桥墩一般冲刷计算研究

根据桥位河床的一般冲刷计算成果,分析计算公式中主要参数对一般冲刷的影响,指出公式的适用范围和不足,提出确定一般冲刷深度的建议。     

海上风机结构周围冲刷数学模型研究

基于开源程序OpenFOAM和动网格技术,利用切应力平衡法建立水流作用下的海上风电基础局部冲刷数学模型。通过模拟结果与实验数据的对比发现,所建立的冲刷数学模型能够合理反映圆柱型单桩基础周围的水流结构,冲刷深度与实验结果吻合较好。     

强潮河口排桩式丁坝局部冲刷试验研究

通过对强涌潮作用下单排及双排桩式丁坝局部冲刷的试验研究及钱塘江河口直立式丁坝局部冲刷的调查分析 ,认为在以粉沙土为基础的强潮河口利用抛石护桩可大大地缩短板桩的长度及减小截面尺寸 ,从而达到减少投资和增强排桩式丁坝自身稳定性的目的。通过试验 ,得到了强潮河口排桩式单、双排桩丁坝在块石防护下不同部位的局部冲刷特征。此外 ,半圆形透水坝头可使坝头冲刷坑深度提高 0 5～ 1 0m。     

群坝局部冲深计算试验研究

通过试验研究群坝局部冲刷问题 ,对群坝和单坝的水流现象进行了比较 ,分析了群坝局部冲刷与单坝局部冲刷的区别以及水流、坝距、坝长等因素对群坝各坝坝头局部冲刷深度影响 ,并根据试验资料提出了冲深计算公式。     

苏通大桥大型桩承台桥墩基础的局部冲刷防护试验研究

为探讨特大型桩套箱桥墩基础的护底防冲工程问题,通过实验室试验,分别对墩基防冲护底的方案选择、防护工程结构分层和范围确定、防护材料的稳定及成型情况以及护底工程的防冲效果进行了试验研究。并将试验成果应用在苏通长江大桥护底防冲工程的设计、施工中。施工期为期4年的监测结果证明,实施的防护工程及时、有效,确保了桥墩基础的安全。可为相关大桥采取防护措施提供借鉴。     

粉沙质海岸上栈桥桩基的波流冲刷试验

以现场天然沙为试验床质，利用系列模型，采用不规则波与潮流相结合的方式，对江苏LNG接卸站陆连岛栈桥桩基周围的冲刷情况。进行了系统试验。     

桩承台不同入水深度对局部冲刷影响的试验研究

桩承台桥墩基础在桥梁建设中应用较多,结构形式目前得到新拓展。上部承台在水中不同位置对局部冲刷的影响程度是确定承台高程时的主要参考依据。采用大型宽水槽,对大型梅花形桩群和规则桩群桩承台不同入水深度引起的局部冲刷进行试验研究,分析桩承台的冲刷特征,得到了导致底部床面发生最大、最小冲深时水中的承台位置。     

基于桥区水流数值模拟的桥墩对通航影响分析

建桥后桥墩会干扰桥区水流的流动,进而对桥区通航产生不利影响。为了保证桥区通航安全,有必要了解建桥前后桥区水流的变化情况。数值模拟方法是桥梁设计阶段分析建桥前后桥区水流变化及其对通航影响的一种有效方法。以长江河口地区为例,通过桥区水流数值模拟分析建桥对通航的影响。首先建立了长江河口段的江阴至青龙港(北支)、杨林(南支)河段的二维有限元水动力数学模型,并用实测的潮位和流速资料对模型进行了验证;随后以苏通大桥为例建立桥墩模型进行数值模拟,从建桥前后流速和流向的变化两方面分析了建桥对通航的影响,并计算了通航影响宽度。算例结果表明所采用的数值模拟方法及其软件具有工程实用性,可用于分析建桥对通航的影响。     

Comparison of Scour and Flow Characteristics Around Circular and Oblong Bridge Piers in Seepage Affected Alluvial Channels

The present study examines scour geometry and turbulent flow characteristics around circular and oblong piers in alluvial channel with downward seepage. Experiments were conducted in plane sand bed of non-uniform sand under no seepage, 10% seepage and 15% seepage conditions. Scour depth at oblong pier is significantly lesser than the scour depth at circular one. However, the scour depth at both piers reduces with downward seepage. The measurements show that the velocity and Reynolds stresses are negative near the bed at upstream of piers where the strong reversal occurs. At downstream of oblong pier near the free surface, velocity and Reynolds stresses are less positive; whereas, they are negative at downstream of circular pier. The streamline shape of oblong pier leads to reduce the strength of wake vortices and consequently reversal flow at downstream of pier. With application of downward seepage turbulent kinetic energy is decreasing. The results show that the wake vortices at oblong pier are weaker than the wake vortices at circular pier. The strength of wake vortices diminishes with downward seepage. The Strouhal number is lesser for oblong pier and decreases with downward seepage for both oblong and circular piers.