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冰盖作用下桥墩的局部冲刷与防护
| 论文题名： | 冰盖作用下桥墩的局部冲刷与防护 |
| 关键词： | 桥墩结构;冰盖作用;局部冲刷;防护措施;紊动特性 |
| 摘要： | 冰盖作用下桥墩的局部冲刷是一个影响因素众多的三维问题,当今还没有一种桥墩局部冲刷坑的防护方法具有充分理论依据且完全有效。进行冰盖作用下桥墩的局部冲刷与防护的理论分析和试验研究,对我国高纬度地区桥梁建设具有重大意义。 本文对冰盖流的紊动特性进行了理论分析和试验研究,对冰盖作用下的桥墩的局部冲刷作用进行了试验研究,对护圈的防护作用进行了试验研究和数值模拟。主要成果如下: (1)本文试验分别对单向恒定明流和冰盖流纵向紊动强度进行了分析。在数据分析的基础上建立了两种工况下纵向紊动强度与雷诺数和冰盖曼宁糙率的相关经验关系,并得出以下结论:在水流条件基本一致的情况下,冰盖流纵向紊动强度比明流大;且随冰盖糙率的增大,冰盖流的纵向紊动强度逐渐增大。 (2)总结了实验室常用地形测量仪器的优缺点;利用光的折射设计出了一种监测桥墩局部冲刷坑地形的装置,并与传统测量方法进行了对比。该装置的优点是:结构简单操作方便;经济实用;可以带水测量;监测设备在水体外面,不会对冲刷过程造成影响。 (3)分别对桥墩在明流和冰盖流作用下的局部冲刷坑的深度和长度做了监测,发现冰盖的存在对局部冲刷坑的发展具有促进作用,且随冰盖糙率的增大这种促进作用越来越明显。 (4)对冲刷坑坡度随时间的变化做了分析,发现冲刷坑的坡度并不是一成不变的,而是围绕一个平均值上下波动。 (5)通过对比试验可知,护圈对冲刷坑的发展有抑制作用,且当护圈紧贴于床面时对冲刷坑的发展有滞后作用,护圈越大这两种作用越强。当护圈直径等于3倍桥墩直径时,在3小时内观察不到桥墩的局部冲刷。 (6)通过数值模拟可知,护圈对墩后漩涡和墩前潜流具有抑制作用,这两种抑制作用随护圈的增大和护圈与床面距离的缩小而增强。 |
| 作者： | 潘光辉 |
| 专业： | 水力学及河流动力学 |
| 导师： | 拾兵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国海洋大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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