城市行洪河道桥群阻水叠加效应量化研究

针对城市行洪河道桥梁群形成的叠加阻水效应问题,以南京市重要行洪通道秦淮河为例,考虑桥墩不过水边界等因素,建立了秦淮河涉水桥梁群的平面二维水流数学模型,对桥群阻水叠加效应进行量化分析。分析结果表明,河道上游水流受桥梁群阻水影响,水位壅高较为明显,壅水高度随桥墩数量的增加而增大。基于计算结果,推导出了桥梁群壅水高度计算公式,并通过滁河六合城区段桥群壅水叠加影响进行了验证,验证结果良好。同时,给出了桥墩在河道两侧及河道中心的位置影响系数值,阐明了桥群壅水叠加机理;所建立的壅水叠加公式较好地反映了河道桥群的阻水叠加效应,为城市河道桥群壅水叠加影响的量化分析研究提供了科学依据。     

基于MIKE21二维数值模拟的桥前壅水规律探析

以概化的梯形断面河道为例,采用MIKE21FM二维数值模拟的方法,就河道内只有圆形桥墩和河道内设置桥墩与引道两种情况下,对比分析桥前壅水分布的不同,分析引道对跨河桥梁桥前壅水的影响,加深对桥梁壅水的认识。     

顺河跨海大桥工程对河道影响数值分析

为了研究顺河跨海大桥工程对河道产生的不利影响,建立了包含桥梁工程在内的平面二维水动力数值模型,采用实测潮位资料验证了模型的合理性,并进一步分析了工程对河道壅水、流态以及河床冲刷的影响。研究表明:跨海大桥工程的建立会导致河道水位有微弱的升高,最大壅高仅为6cm;桥位附近流态变化较大,在桥墩处会形成许多小涡旋,在人工岛与桥墩的共同作用下会形成一个局部大涡旋,这些影响导致了河床的局部冲刷,河床的最大冲刷深度为0.83m。     

基于MIKE21二维数值模拟的不同桥墩概化方式下河道壅水计算结果对比分析

以梯形断面河道为基础,采用MIKE21软件,建立河道平面二维水流数学模型。通过3种不同桥墩概化方式:(1)桥墩视为陆地边界,桥墩内部网格不剖分,不参与数值计算;(2)桥墩处局部地形修正法;(3)桥墩处局部糙率修正法,模拟桥墩壅水问题。对比分析3种概化方式壅水计算结果,得出3种不同概化方式各自的适用性及优缺点,对实际工程应用具有一定指导借鉴意义。     

河道糙率和桥墩壅水对宽浅河道行洪能力影响的研究

为研究宽浅型河道糙率和桥墩壅水对行洪能力的影响,本研究采用了物理模型试验、数值模拟和经验公式方法分别模拟其水力特性并进行比较分析。通过物理模型试验给出了河道糙率的模拟方法,分别采用4种材料模拟河道护坡:无植被、稀疏植被、稀疏植被中间种植灌木和密集植被。其中,糙率最大的密集植被和糙率最小的无植被护坡条件下各断面水位差均值为0.03 m。结果表明:对于宽浅河道,护坡糙率较大范围的变化对河道行洪能力影响不显著。复杂边界条件和水力条件下桥墩壅水模拟结果表明:二维数学模型比经验公式和一维数学模型能较真实地反映河道边界条件、桥梁长度、桥墩形状对桥墩壅水高度的影响,模拟结果同物理模型试验值较为接近。本研究为宽浅河道安全行洪中糙率评估和桥墩壅水计算提供可靠的参数和依据。     

东莞某跨河高架桥对河道水流的影响

采用数值模拟的方法,以东莞某高速公路跨河高架桥工程为例,建立了工程河段的平面二维水动力数学模型,分别对2种桥墩设计方案条件下工程河道的壅水高度和流速变化进行数值模拟,分析桥墩对城市河道水流的影响,为跨河高架桥的桥墩规划和设计提供参考。     

桥梁阻水壅高值计算方法分析

跨河桥梁由于在河道内布置桥墩、桥台,缩窄了天然河流行洪断面,造成桥位局部河段水位壅高,对沿河两岸防洪存在不利影响。该文以广河高速公路惠河段跨山区河流的路溪河一桥、二桥为例,采用桥墩阻水壅高计算经验公式与一维水动力数学模型,对桥墩阻水壅高值进行计算分析,并给出了经验公式适用程度的结论。     

莲阳河特大桥斜跨河道的行洪影响分析

汕头市莲阳河特大桥斜跨莲阳河河道,与水流方向交角约63°,结合一维和二维水动力数学模型,分析工程建设对河道水位、流向、流速等方面的影响。结果表明:在桥梁斜跨河道,但桥墩顺水流布置的情况下,桥梁建设引起的水位壅高数值不大,对河道泄洪影响较小;桥墩周边及桥位河段流向和流速变化相对大,其他水域流速、流态变化较小,桥梁建设后对河道的流速、流态影响仅局限在局部河段,不会对河道整体河势造成影响,本项目桥梁斜跨河道且桥墩顺水流布置的方案可行。     

应用二维模型对壅水计算的探讨

应用一维数学模型对因建设码头、桥墩等占用天然河道行洪断面而造成壅水进行计算,虽在计算断面上对水位及流速等水流因素变化有所体现,但如果在一维基础上对局部应用二维模型计算,将更准确、清晰反映工程对局部水域的影响。本文通过北江三水段一个码头的计算实例加以说明。     

南水北调中线总干渠桥墩壅水影响分析

桥梁建设多在天然河道进行,当桥墩阻水面积占河道过水面积的比例较小时,可以不考虑桥墩壅水影响.南水北调干渠经常高水位运行,流速低,纵坡缓,桥梁壅水可能造成上游交叉建筑物输水能力降低以及渠顶超高不足和安全度的降低等问题.现以某跨渠高速公路桥为例,以数值模拟为手段对桥墩的壅水影响进行分析,认为在缓纵坡渠道上桥墩壅水上游影响长度较大,如跨渠桥梁间距过小,可能引起连锁壅水.桥梁设计时应尽量减小桥墩数量并避免斜交.     

山区跨河桥梁的阻水壅高影响研究

桥梁阻水壅高对河道泄洪存在一定不利影响,山区河段跨河桥梁的壅水特性具有一定的复杂性。采用一维水流数学模型法,研究了山区河段不同桥型方案对河道阻水壅高的影响。结果表明,流速、阻水比与桥梁壅水密切相关,流速较小的情况下,壅水值对阻水比的差异更敏感;阻水比总体不大的情况下,壅水值对流速差异更为敏感。山区河段总体流速较大,桥梁防洪评价阶段需充分考虑河道特点优化桥梁布置方案,减小对河道泄洪的影响。     

“水深平均二维数学模型”在跨河桥梁防洪评价壅水计算中的应用

近来,随着计算机技术的提高,出现利用计算机对跨河桥梁局部流场进行模拟并得出大桥设计壅水高度的方法。本文以扬州市文昌东路东延工程中的廖家沟大桥为例,介绍了采用"水深平均二维数学模型"进行壅水分析计算的基本方法和主要步骤,为防洪评价中的桥梁壅水计算提供新的计算模式。     

桥墩壅水的计算方法比较

桥墩壅水的确定在输水渠道的桥梁设计中至关重要。渠道几何尺寸和糙率、桥墩阻水比、水流Froude数、桥墩形状及布置形式等都会对最大水位壅高和桥墩阻力产乍影响。结合水工模型试验资料，对比检验了不同桥墩壅水高度计算公式。在大流量、缓流情况下，对于阻水比较小的桥墩，Yamell公式比较符合试验资料，可以用于计算壅水高度。     

桥梁阻水水头损失计算方法比较

河道水流经过桥墩时, 由于桥墩的阻碍作用, 将产生一定的水头损失。对于本身水力坡降就不大的平原地区 河道, 桥墩阻水引起的水头损失对河道过水能力的影响是至关重要的。通过对 D cAubuisson 公式、 Yarnell 公式、 Henderson 公式、 铁科院李付军公式和无坎宽顶堰公式等常用桥墩壅水计算公式的分析比较, 结合水工模型试验结 果, 认为 Yarnell 公式、 无坎宽顶堰公式的计算结果可以较好的反映桥墩阻水引起的水头损失。     

秦淮河地铁桥物理模型试验研究

秦淮河地铁桥临近秦淮河大桥,主桥墩采用双壁墩形式,由于桥墩壅水与桥墩形状、桥墩尺寸、桥墩布置形式、阻水面积比、河道水流情况等诸多条件有关,而经验公式往往仅考虑其中的几个因素,没有普遍适用性.应用平面比尺为1∶100,垂直比尺为1∶50的变态物理模型试验,研究了地铁秦淮河大桥的桥墩壅水、河道水流流速、水面线、流态等内容.结果表明:河道水面线可分为3段,桥前壅水最大为0.02 m,壅水长度为桥梁上游500 m,墩间流速最大增加0.29 m/s.     

浅谈拟建桥梁对河道行洪和河势稳定的影响——以孔雀河复线大桥工程为例

描述了河槽一般冲刷、桥墩局部冲刷、壅水、河道稳定性等的计算理论,以孔雀河复线大桥这一工程实例,运用计算理论分析孔雀河复线大桥修建后对河道行洪及河势稳定的影响,最后得出拟建桥梁方案是否可行的结论。     

HEC-RAS模型在桥墩壅水计算与影响分析中的应用

HEC-RAS是一种一维水动力模型,采用HEC-RAS中的恒定流模型对上犹江特大桥施工期和建桥后进行壅水分析和计算.计算得上犹江特大桥施工期5年一遇洪水最大壅高值为0.02 m;建成后10年一遇、20年一遇以及50年一遇洪水最大壅高值分别为0.01 m、0.02 m和0.03 m;大桥的兴建引起的壅水较小,因此对河道行洪安全影响较小,对河段上游河段排涝影响较小.HEC-RAS中的恒定流模型基于能量方程,利用该模型对桥墩进行壅水计算及防洪影响进行分析,参数设置简单,断面布设方便,值得推广.     

沙河密集桥梁群对河道行洪累积效应研究

城市防洪河道中桥梁群的建设,改变了河段的流势、流速和水位,壅水叠加效应十分明显,加大了城市防洪压力。以河南省漯河市城区跨沙河高密度桥梁河段为研究对象,通过建立数学模型,分别研究了单桥9种工况和多桥12种工况壅水叠加对河道行洪的影响。根据研究结果绘制了桥梁壅水高度与壅水长度关系曲线,拟合出单桥和多桥工况下上游河段壅水高度计算公式,为编制城市跨河桥梁交通规划,合理确定跨河桥梁间距提供了理论依据。     

无坎宽顶堰公式计算桥梁壅水的方法探讨

为快速有效利用无坎宽顶堰公式计算桥梁的壅水值,分别利用常用办公软件 Excel 和常规 CAD 绘图法对淮北平原某河流一跨河桥梁进行桥梁壅水计算。两种方法河道过流面积 A1 的计算数值是一致的,桥孔过流面积 A2 以及桥梁阻水面积 A3 计算结果之间仅存在极小的误差（小于 0.04%）,最后得出的桥梁壅水值基本一致。结果表明利用 Excel 编辑公式计算桥梁壅水的方法是可靠的,同时提高了工作效率,降低了重复工作量,在类似计算中具有一定参考价值。