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环翼式桥墩局部冲刷防护试验研究
| 论文题名： | 环翼式桥墩局部冲刷防护试验研究 |
| 关键词： | 环翼式桥墩;局部冲刷;防护措施;水力特性 |
| 摘要： | 桥墩的局部冲刷是造成桥梁破坏失事的重要原因，国内外学者对桥墩的局部冲刷进行了大量的理论分析和模型试验，并取得了一系列的研究成果，但是由于桥墩周围的水力特性以及冲刷过程及现象比较复杂，影响因素较多，至今尚没有提出很好的解决桥墩周围局部冲刷的方法，因此，继续进行这方面的研究是十分必要的。 桥墩附近的水流主要包括下潜水流、墩前涌流、墩基冲击水流、墩后上冲水流和墩后尾漩涡水流。其中，下潜水流是桥墩局部冲刷破坏的主要原因。传统的桥墩局部冲刷防护措施主要是对桥墩进行加固，尚未查阅到通过主动减小下潜水流减小桥墩的局部冲刷从而对桥墩进行防护的研究。 本文正是基于这一原理设计了一种能改变桥墩迎水面流态的新型环翼式桥墩，环翼式挡板可阻挡下潜水流，改变其大小和方向，迫使下潜水流向两侧分流，从而减小水流对桥墩的冲刷能量，削弱漩涡淘蚀，起到防护的作用。试验主要是在三种流速、三个挡板位置、三个挡板大小以及三个挡板形状的情况下，测量桥墩附近的最大冲刷深度以及不同工况下各个测点的流速，分析其变化规律，并与无环翼式挡板的普通桥墩进行对比，研究环翼式桥墩对桥墩局部冲刷的影响，确定环翼式桥墩这一新型模型的提出有其合理性，并进一步研究防冲刷效果明显的环翼式挡板的最佳位置、最佳大小以及最佳形状。 主要研究成果包括：①提出用环翼式挡板组成的桥墩对桥墩局部冲刷进行防护这一新的桥墩防护方法及其设计原理；②与无挡板工况相比，加挡板后最大冲刷深度明显减小，最大冲刷深度可减小57.6％，近底垂向流速最大可减小96%，很好地起到防冲刷保护桥墩的作用；③环翼式挡板的最优化组合是环翼式挡板与河床的距离约为水深的1/3，挡板的大小与桥墩的半径一致，挡板的形状为半圆。 环翼式桥墩有效减小桥墩的局部冲刷，不仅理论上具有可行性，而且结构简单，施工方便，为进一步的设计和施工提供了理论基础与依据，具有重要的现实意义。 |
| 作者： | 成兰艳 |
| 专业： | 农业水工建筑物 |
| 导师： | 郝拉柱;牟献友 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 内蒙古农业大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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