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冰盖下桥墩局部冲刷特性与防冲结构优化研究
| 论文题名： | 冰盖下桥墩局部冲刷特性与防冲结构优化研究 |
| 关键词： | 桥墩;局部冲刷;环翼型防冲板;结构优化;过流能力 |
| 摘要： | 本文通过试验研究了冰盖下桥墩局部冲刷特性与大变幅流量下环翼型防冲板结构优化效果。其中，冰盖下试验主要研究了冰盖下流速分布规律、过流能力、墩前近底流速及局部冲坑的变化。桥墩防冲结构优化试验是在单片防冲板的基础上，增加防冲板的数量形成了多级防冲结构。试验结论主要包括： （1）冰盖改变了水流的流速分布规律，并且降低了断面的过流能力。 （2）同流量时，冰盖下墩前近底行进流速略高于明渠，墩前近底垂向流速则明显小于明渠；冰盖下局部冲坑的长度、宽度、深度和体积均小于明渠，冰盖的存在不会对桥墩局部冲刷产生不利的影响。 （3）利用多元统计方法对防冲效果判别指标进行了主成分分析，第一主成分可以单独看作是最大冲坑深度的影响，并以最大冲坑深度为指标进行防冲效果的分析。 （4）在流量为0.021m3/s时，增加防冲板的数量并不能有效地提高防冲效果；当流量增加到0.032m3/s和0.042m3/s时，通过增加防冲板数量可以一定程度地提高桥墩的防冲能力，并且防冲效果随着防冲板间距的减小而增强，随着防冲板外径的增大而增强。但三片防冲板与两片防冲板的防冲效果非常接近，第三级防冲板对试验的结果影响甚微。因此，环翼型防冲板最优防冲结构为配置两片防冲板，且防冲板外径为180mm，防冲板外径与桥墩直径比值为2:1，防冲板间距取值为15mm。 （5）环翼型防冲板的存在，不会对桥墩紊流宽度产生大的影响，从通航安全的角度出发，这是一种合理的防冲结构。 |
| 作者： | 王祚 |
| 专业： | 水利水电工程 |
| 导师： | 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： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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