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原文传递斜交桥的冲刷计算研究

论文题名：	斜交桥的冲刷计算研究
关键词：	斜交桥;冲刷计算;斜交角度;桥渡水流流场;桥渡二维流场;水动力学方程;数值模型
摘要：	随着国民经济的发展和社会生产力水平的提高，需要在河流上修建越来越多的桥梁，在山区和部分平原地区，受河流形态、路网和桥梁两端地形地貌的限制，桥位不得不采用斜交布设方式。桥位斜交会带来与正交情况下不同的斜交效应，使得斜交桥的冲刷计算方法中要考虑斜交角度的影响。　　现行的一般冲刷和局部冲刷计算方法主要是针对桥轴线与河流正交的桥梁，当桥轴线与河流斜交时，其交角对冲刷的影响主要由有效过水面积和桥孔净长来反映，现行计算斜交桥下有效过水面积和桥孔净长有两种方法：投影面积法和斜交面积法。由于水流流过斜交桥时流向会发生偏转，采用投影面积法和斜交面积法计算有效过水面积和桥孔净长都不甚合理，而是在计算有效过水面积和桥孔净长时，应当考虑水流流向偏转角的影响。　　本论文通过分析桥渡水力学特征，给出了适合桥渡水流流场的水动力学方程，并采用沿水深平均的方法对方程进行了简化，得到了桥渡二维水动力学方程，然后采用有限体积法对方程进行了离散，建立了桥渡二维流场数值模型，并通过对冲刷机理的分析，设定了模型中的特定参数。通过FLUENT对不同斜交角、压缩比和水流流速情况下的桥渡二维流场进行了数值模拟，得到了各种情况下桥渡附近的水流速度矢量图和桥墩墩心连线上各点处的水流速度和水流流向偏转角度变化曲线图。然后采用加权平均的方法计算得到了各种情况下的桥渡水流流向偏转角度。最后通过对比分析，得到了斜交桥下水流流向偏转角度随斜交角、压缩比和水流速度的变化规律。本规律可供今后人们在斜交桥的孔径计算中参考，为斜交桥冲刷计算的研究开辟了新的途径。
作者：	刘哲
专业：	市政工程
导师：	陈春光
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文