內河彎曲河段橋墩二維流場及其通航水域研究.pdf

1、分類號密級UDC學校代碼10497學位論文題目內河彎曲河段橋墩二維流場及其通航水域研究英文2Dnumericalsimulationofflowfieldresearchonthe題目navigationwatersaroundbridgepiersinBendRiver研究生姓名潘緯超姓名劉明俊職稱教授學位單位名稱航運學院郵編430063申請學位級別碩士學科專業(yè)名稱交通信息工程及控制論文提交日期2015年4月論文答辯日期2015年5月

2、學位授予單位武漢理工大學學位授予日期答辯委員會主席評閱人2015年5月指導教師武漢理工大學碩士學位論文摘要內河是我國水上交通的重要通道，據(jù)資料統(tǒng)計，目前我國通航里程已達到12.3萬公里。長江干線是我國內河水路交通運輸?shù)狞S金水道，船舶在長江水上航行，應了解航道的水深、航寬、彎曲半徑等重要航道尺度指標，同時，要掌握船舶所選擇航路附近的水流流速和流向等水文條件，以此在船舶駕引操縱中利用好船舶車和舵的控制力來克服水流的影響。尤其是在內河彎曲河段

3、中，當跨河橋梁在水中設置橋墩時會導致通航水域受到限制，通航橋孔兩墩之間的流場受橋墩影響產(chǎn)生局部異常的流態(tài)，從而給船舶通過橋區(qū)水域的駕引操縱產(chǎn)生影響，可能潛在一定的船橋碰撞風險。因此，要求船長應掌握橋墩局部水流狀態(tài)，制定安全應對措施，合理控制船舶橋區(qū)水域運動姿態(tài)，保證船舶能航行在計劃航路上，以保障船舶通過橋區(qū)水域的安全。目前，長江干線已建、在建橋梁有90余座，隨著長江沿岸各城鎮(zhèn)、港口物質文化交流的不斷增長，兩岸主要交通要道對橋梁建設的需求

4、逐年增加。按照橋梁建設規(guī)范，在長江干線順直河段滿足橋梁建設選址要求的水域已趨于飽和，尤其是長江中、下游水域，具備建橋條件的河段都已建有橋梁。為此，不得不考慮在彎曲河段上建設橋梁，而且有些城鎮(zhèn)要道也處在長江彎曲河段附近，如果大距離繞行建橋難以滿足陸岸交通干線的接線要求，同時會增加橋梁建設成本，因此，在長江彎曲河段上建設橋梁將逐年增多?？绾訕蛄航ㄔO，如果在水中布設橋墩會一定程度縮窄有限的航道寬度，在彎曲河段上如果橋梁跨度較小、水中墩布設較多

5、則其影響更為突出，同時，因彎曲河段掃彎水作用，會導致橋墩處流速分布極不均勻，且水流流態(tài)紊亂。這將給船舶過橋航行帶來諸多不利，為緩解這種風險，掌握其影響程度，提出有效緩解措施，有必要研究橋梁在彎曲河段水中設墩后周圍的流場及流態(tài)變化特征。為掌握橋墩附近水流動力情況，依據(jù)有關通航技術標準和規(guī)范。本文運用FLUENT軟件的數(shù)值模擬技術，模擬計算彎曲河段橋梁水中設墩前、后的流場變化，計算橋梁在彎曲河段不同橋墩間距（孔跨布置）、不同曲率半徑、不同流