桥梁阻水断面补偿方案的数值模拟比较研究

采用二维水流数学模型分析了概化河道内桥墩的阻水效应.采取河道浚深的断面补偿方案削减桥墩的阻水影响,开挖位置分为3种:桥址上游、桥址下游以及桥址处.分析比较了3种开挖地形条件下的水位和流速,结果表明:桥址处开挖方案对降低桥墩局部水位效果较好,且该方案使得桥墩周围流速降低,可减少桥墩局部冲刷深度,利于桥梁稳定.     

湖南省官庄至新化G59高速公路涉河桥梁防洪影响评价分析

涉河桥梁防洪影响评价对保障河道行洪安全和桥梁安全运行具有重要意义。湖南省官庄至新化G59高速公路作为省内以及呼和浩特至北海国家高速公路的重要一段，路段内拟建涉河桥梁趵井边大桥、杨柳山1号大桥。为评价新建上述两座涉河大桥后对河道行洪及防洪工程的影响，文章通过《湖南省暴雨洪水查算手册》计算出桥址控制断面在10年一遇和100年一遇下的相应水位及流量，并通过建立平面二维数学模型，对桥梁跨越河道段进行了数值模拟计算，分析了桥梁新建后桥墩附近过水面积的缩窄率、壅水情况、流速变化情况、桥下河床冲淤以及滩槽岸线变化情况等，分析结果表明两座大桥的修建对河段的防洪和水流特性、河势以及河床的演变均无明显影响。     

武汉黄家湖长江大桥定床物理模型试验研究

拟建的武汉市黄家湖长江大桥位于长江中游武汉河段军山长江大桥与白沙洲长江大桥之间。为研究大桥建设对桥区河段水流条件的影响,特别是拟建大桥对防洪以及航运的影响,通过定床物理模型试验的手段对不同桥位下的桥型方案进行了试验研究,揭示了不同特征流量条件下的水位、流速、流向以及最大单宽流量的变化规律。同时对建桥后河势稳定进行了分析,可为防洪评价和通航论证提供理论依据。     

基于MIKE21半拉山大桥防洪影响分析

本文以拟建半拉山大桥为例,采用MIKE21模型,计算了半拉山大桥建设前后桥位断面处河道水位的桥前壅高、流速的变化,分析了半拉山大桥建设对第二松花江河道行洪、堤防、护岸等水利工程、防汛抢险的影响及对第三方合法水事权益的影响。结果表明:半拉山大桥建成后河道水位壅高降低66.67%,回水长度降低70.6%,大桥桥位断面河道平均流速减少12%,主槽最大流速减少16%。并针对大桥建设存在的防洪不利影响,提出了相应的补救措施。结论可对半拉山大桥建设工作提供技术指导和理论支持。     

嫩江县嫩江公路大桥河工模型试验研究

针对嫩江县嫩江公路大桥设计方案,通过河工模型试验对桥位河段水流流速、河道水面线、分流比、通航参数以及泥沙冲淤变化进行观测及分析论证,提出推荐桥孔布置方案,该布置方案水位最大壅高0.06 m,满足防洪安全要求,上下游航线直线段水流流向与航线夹角在5°以内,横向流速在0.30 m/s以内,满足通航规范要求。     

兰渝铁路杨家湾特大桥河工模型试验研究

拟建的杨家湾特大桥位于黄河兰州段.为研究修建桥梁前后工程河段在通过不同流量时,桥址附近水流流向、流速分布、水面比降、壅水及河床地形变化的规律,以及建桥后对兰州城市防洪的影响,利用模型相似原理,通过动床河工模型试验对桥址附近河道进行了模拟.试验结果表明,杨家湾特大桥桥梁工程中所采用的设计数据合理,满足防洪要求.同时建议对6#～11#桥墩附近河道进行开挖疏浚和加强建桥后河岸附近河堤及建筑物的防护处理.     

嫩江大桥动床河工模型试验研究

绥满高速公路齐甘段,主线嫩江大桥桥址所处河段,多为三汊、四汊河道,属汊网型河道。为了对桥孔布置、新疏浚河道位置进行方案比选,判断在修建大桥后桥址处的河道稳定性及河势变化,需开展动床河工模型试验进行模拟。通过动床试验研究,将方案2作为推荐桥位方案,在该桥位处,建桥后桥址区的河道基本保持稳定,在新疏浚河道河底及两岸均需要进行防护,以保证汊道不发育,确保主槽的稳定。另外,为防止新疏浚河道水流顶冲明月岛的右侧岛头,该处需进行防护。     

武汉河段二七路长江大桥河工模型试验研究

武汉市二七路长江大桥拟建于武汉长江二桥下游约3.3 km处.通过河工模型试验,重点研究了大桥建设前后桥址上游河段壅水、上下游河段水流流速与流向、桥址处单宽流量、下游天兴洲汊道分流比等变化,认为三塔斜拉桥和单主孔拱桥两种方案对工程河段河势及防洪没有大的影响,提出了加大左半江桥墩跨度,加强桥墩附近及右岸近岸流速影响较大的岸线防护等建议.该成果可为桥型比选及工程设计提供参考依据.     

基于FVM方法的弯道斜交桥洪水影响研究及河势分析

基于有限体积法(FVM),结合二维非结构网格,以某跨河湾斜交桥为例,建立桥位上下游水动力数学模型。模拟分析了不同频率洪水下桥梁建设对上下游水位、流速及河势的影响。研究表明,由于桥墩的阻水作用,桥上游水位壅高,桥墩间流速增加,桥墩迎水面和背水面流速减小。由于拟建斜交桥桥墩和天然河道呈一定夹角,导致下游水位左岸壅高右岸下降,左岸流速和挟沙力较工程前有所增加,右岸减少,影响范围集中在桥位附近河段。桥位所在河段弯曲,桥梁建设对桥位下游河段凸岸(左岸)防淤和凹岸(右岸)防冲,能起到一定积极作用,研究成果可为弯道斜交桥的设计提供参考。     

黄河浮桥对河道水流影响的试验研究

通过实体模型试验,研究了浮桥在不同水流条件下对壅水高度、壅水范围、局部流速及水流挟沙力的影响,结果表明:①当浮桥与水流呈一定角度时,桥上游的水位在桥前相同距离断面上沿着桥轴方向从上游端向下游端逐渐提高;②浮桥处于工作状态时,浮舟与水流方向的夹角不宜大于10°;③运用能量型桥渡壅水公式计算的浮桥壅水高度较实际情况偏小,结果偏于不安全;④当浮桥转角开始增大时,桥前流速逐渐减小,并且单宽流量越小、天然流速越小,由浮桥转角造成的桥前流速衰减率越大;⑤水流挟沙力的减小规律与流速衰减规律类似,较小单宽流量下的水流挟沙能力减幅较大。     

河道修建码头对其防洪能力的影响研究

基于平面二维水流数学模型,对和县码头修建后水流运动情况进行模拟。计算结果表明:和县码头修建后,附近河段水位及流速分布无明显变化,最大壅水高度仅为0.003m,对防洪影响不大,从而论证了兴建码头工程的可行性。     

洪潮水动力作用下闽江乌龙江大桥桥墩冲刷影响研究

闽江南港乌龙江大桥上下游300m范围内先后共建有五座桥梁,在径流和潮流双重水动力作用下,群桥建设使得乌龙江大桥桥墩周边水流结构发生变化,影响桥墩冲刷过程。文章通过建立数学模型,对群桥建设后乌龙江大桥桥墩附近流速及冲刷进行影响研究,可为闽江南港峡口段群桥桥墩及涉河建筑物的防护提供指导。     

海口荣山河四线并联斜交桥桥墩河段水动力分析

为研究海口市荣山河四线并联斜交桥桥墩河段水动力特性及不同水位下的桥墩-桥梁体系整体的自振特性,应用FLUENT及ANSYS软件,基于分离涡方法(DES法),建立了四线斜交桥河段的河槽水流三维模型,模拟了不同流速和不同斜交角度下的流场分布及流固耦合作用下的桥墩-桥梁体系自振特性。结果表明:荣山河四线并联斜交桥的过流能力可达到400m~3/s,桥下最大壅高为0.69m,桥下留有一定安全距离;考虑流固耦合作用下的斜交桥墩-桥梁体系满水情况下的自振频率为7.66Hz,不会与通过列车发生共振危险。     

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.     

建桥对河流洲边滩的影响

依据有关桥梁的河工模型试验结果及实测资料,分析了建桥后建桥河段的水流、泥沙的冲淤变化,探讨了建桥对洲边滩的影响.结果表明,建桥后桥址附近河段的水位、流速流向、单宽流量均会发生变化,且距桥址愈近变化愈大;不同桥型对洲边滩的影响不同,对目前多采用的主跨大、边跨墩数多的桥型,建桥后易形成边滩或使原有边滩淤大淤高.     

航道整治水文情势变化对四大家鱼产卵场的影响——以荆江周天河段为例

以长江中游荆江周天河段航道整治工程为例,采用平面二维水动力数学模型,对工程修建后水流流态、水位和流速等水力因素变化进行计算分析,进而研究航道整治工程所导致的水文情势变化对河段内四大家鱼产卵场的影响。研究表明:工程实施后,产卵期水位变化约-0.01～0.01 m,流速变化约为-0.10～0.15 m/s,不会对产卵场水流流态造成大的影响;潜丁坝工程会导致局部流速以及附近河床冲淤的变化,但客观上起到了人工鱼礁的作用,为鱼类提供良好的庇护、栖息及觅食等环境,一定程度上有利于鱼卵的受精和正常孵化;工程水下沉排和抛石使得局部河床地形更为复杂,但对河床地形地貌影响范围和程度较小。     

副桥对河道水流影响的数值分析

为分析副桥的修建对原河道水流特性的影响,以副桥工程为例,采用MIKE21水动力模型模拟了100年一遇设计洪水条件下河道内水位和流场的变化。结果表明:副桥修建后只是在桥墩附近产生一定的壅水和流场变化,对河道水流影响具有局部性。     

北江白庙特大桥工程行洪影响数值模拟

应用平面二维水流数学模型,采用有限分析法九点迎风格式,计算了武广客运专线跨北江白庙特大桥工程的行洪影响问题,对该拟建大桥工程兴建后对所处河段行洪影响进行了分析和评价。从壅水幅度、壅水范围、流场流态、河势变化以及对两岸堤防的影响等方面得出的评价结论认为,拟建大桥对工程所处河段的行洪安全等方面造成的影响不大,但对桥址下游的流态以及流速分布影响明显,需对桥址下游右岸岸滩及堤防采取防护措施。     

斜交桥梁对山区河流行洪影响分析

为准确评估山区复杂工况条件下斜交桥梁对河流行洪的影响,建立MIKE21FM水动力模型,以拟建浮渡河大桥为例,分析不同频率设计洪水条件下斜交桥梁对河流水位及流速的影响。结果表明,急流条件下桥梁对河道水位壅高的影响较缓流条件下要大,并且随着斜交角度的增加而增加,在桥梁设计过程中应尽量保持桥梁轴线与水流方向正交,以减小桥墩对河道行洪的影响;拟建浮渡河大桥能够使河道水位壅高,桥下流速越大,并且随着洪峰流量的增大,水位壅高和流速增加越明显;受水流流态及斜交角度的影响,杨家沟铁路桥处水位壅高及流速增加均大于下游陈屯铁路桥;斜交桥梁对山区河流行洪影响需要引起重视。     

潮汐河段桥墩对水流影响的数值计算与分析

潮汐河段桥墩对水流的影响可以通过二维水流数值计算进行分析.讨论了数值计算中桥墩的概化、潮汐动边界的处理等问题,并以长江口北支水道拟建大桥的数学模型计算为实例,分析了桥墩对桥区水位、流速和流场的影响特性.计算结果表明,桥墩对水位和流速影响的最明显时刻为涨落急,最明显的区域为桥墩或桥墩密集区附近,桥墩对水流的影响表现出双向特性.