橋墩縱向間距對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動，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，有必要開展深入研究。
　　利用flow-3D軟件，針對不同來流角度以及連續(xù)墩不同間距，計算了圓形墩和圓端形墩周圍的水流流場；通過概化船舶物理模型，研究了船舶通過單墩和連續(xù)墩時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明顯的橫向流速峰值，連續(xù)橋墩周圍存在四個明顯

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)正負擺動。隨著連續(xù)墩間距的增加，第一個橋墩尾流的影響慢慢體現(xiàn)出來。橋墩附近橫向流速零值，并不是在橋墩中心。第一個零值在第一個橋墩邊壁附近，第二個零值出現(xiàn)在墩尾。橋墩周圍的第一個峰值大小與單墩時很接近。第一個峰值和第二個峰值出現(xiàn)的位置與單墩時基本一致。當連續(xù)墩間距達到12D時，第三個峰值和第四個峰值與第二個橋墩的相對位置較單墩時基本一致。
　　2.將紊流寬度重新定義為通航安全距

3、離。當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準確定橋墩通航安全距離，可采用有無橋墩橫向流速差值作為通航安全距離的取值標準。水流流向與橋軸線法線方向的夾角和墩長對橋墩周圍的通航安全距離存在明顯影響。
　　3.船舶經(jīng)過單橋墩時，船舶所受總力的橫向分力沿縱向分布曲線存在三個區(qū)，兩個推力區(qū)和一個吸力區(qū)。當船舶經(jīng)過連續(xù)墩時，當連續(xù)墩間距較小時，連續(xù)墩可以看做是一個整體，與單墩的分布規(guī)律基本相同。當連續(xù)墩間距為6D和9