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原文传递异型孔桥墩水力特性研究

论文题名：	异型孔桥墩水力特性研究
关键词：	异型孔桥墩;壅水;速度场;涡量场;近底切应力场
摘要：	桥墩是桥梁的支撑结构，它不仅承受着桥面的所有荷载，也是桥梁稳定的基础，并且将桥梁的作用力传到地基，桥墩承载力的大小决定着桥梁承载能力。随着人们对城市水利建设上的生态环境和景观和谐要求的提高，传统桥墩在其形状和外观上已无法满足景观水利学的要求。因此，研究出与生态、环境、景观相互和谐，既满足安全稳定性要求又适应现代城市需要的新型桥墩就十分必要。在对近年来国内外有关桥墩水力特性研究文献的了解分析的基础上，本文通过物理模型试验、数值模拟计算等研究手段对异型孔桥墩的水力特性进行了研究。通过物理模型试验研究了河道建异型孔桥墩后墩前壅水作用；建桥前后，桥址断面附近河道的断面平均流速场分布规律；建桥后桥墩绕流影响范围和墩后低流速区的影响范围等水力特性因素。通过数值模拟计算，分析研究了河道无桥墩、建异型孔桥墩和传统圆柱桥墩三种情况的平面流速场、立面流速场、平面涡量场和近底切应力场。并采用对比分析的方法得出了异型孔桥墩在上述各水力特性因素上与传统圆柱桥墩的不同点。物理模型试验和数值模拟计算结果表明：河道建异型孔桥墩后墩前会形成壅水区，但是壅水高度较小，最大壅高只是其水深的0.03％；相同垂向位置处平面最大流速随上游来流弗洛德数的增加而增加；在同一上流来流弗洛德数下，不同垂向位置平面最大流速随水位的增加而减小；虽然异型孔桥墩中间可以过流，但是其墩前后依然存在低流速区，而且低流速区的沿程影响范围和墩后低流速区沿程影响范围都随上游来流Fr的增加而增加；河道建桥墩后垂向位置相同时，平面最大涡量随Fr的增大而增大；随着上游来流弗洛德数的增加建桥后近底最大切应力也增加。
作者：	安建峰
专业：	水力学及河流动力学
导师：	傅宗甫
授予学位：	硕士
授予学位单位：	河海大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文