封冻期桥墩对冰塞壅水水位的影响

冰塞是北方寒冷地区河流冬季凌洪灾害的主要诱因,而跨河渠桥梁及其墩台的存在改变了河道中原有的冰塞水力特性,提高了河道中形成冰塞的可能性。我国是冰灾多发的国家,随着经济的增长,冰塞灾害所造成的损失越发严重。但是冰塞产生和演变机理的理解及桥墩对冰塞影响的研究仍然处于较低的水平,而对于桥墩对冰塞壅水影响的研究更是极为少见。依托无桥墩条件下冰塞形成演变的研究,研究桥墩与冰塞壅水相互水力作用特性的影响关系与规律,为高寒地区防凌与跨河桥梁的建设提供一定的理论支撑。模型结果表明桥墩的存在,进口流速与冰盖厚度都会对冰塞壅水产生明显的影响。模型的模拟值与实验室实测数据定性趋势基本相符,验证了模型的可靠性。     

平原河道桥墩阻水比与壅水特性关系

针对平原地区河道桥墩壅水问题,采用数值模拟方法,以阻水比α为控制参数,按照产生机制和影响范围的不同,从墩前冲高和桥前壅高两方面考虑桥墩壅水效应。墩前冲高的影响范围由河道断面水位壅高变异系数确定,在高阻水比(α7%)情况下,其影响范围相对集中在桥墩附近;对于桥前壅高,以防洪工程中起重要作用的断面平均壅高为表征变量,分析无量纲的相对壅高βyg及最大壅高点距桥墩的相对距离λyg与阻水比之间的关系。结果表明:在高阻水比时,最大壅高位置出现在墩前4~5倍墩宽处,且阻水比的增加会导致桥前最大壅高迅速增大和壅水影响范围的持续扩大;阻水比7%是平原河道桥前水位壅高特性的重要分界点,故大中型桥梁工程的阻水比以不大于7%为宜。     

淹没丁坝壅水规律试验研究

本文对淹没丁坝的壅水问题进行了理论分析和试验研究.将丁坝附近的水流运动简化为—维流动,根据水力学的基本原理,推导出丁坝上游最大壅水断面处的比能增值及其系数的数学表达式,在宽浅水槽中(槽宽4.2m)垂直于岸壁设置单个丁坝和不同个数丁坝组成的坝群进行壅水试验.根据试验测得的资料,按最小二乘法法则得到了单丁坝和丁坝群的比能增值系数的计算关系式.最后对淹没丁坝的壅水规律进行了讨论,分析了主要因素对壅水高度的影响.     

HEC-RAS在跨河桥梁防洪壅水计算中的应用

利用H EC-RAS计算了两种洪水工况下跨河桥梁建设前后的水面线,确定了桥梁建设后引起壅水的高度,并利用规范的经验公式对计算结果进行了验证,结果表明两者的计算值相差均较小,HEC-RAS用于跨河桥梁的壅水计算是合适的.     

火车轮渡壅水估算及对长江行洪的影响

利用栈桥码头壅水计算公式估算轮渡码头引起落急时最大壅高值和高潮位时的壅高值，并与河工模型试验结果进行了比较.结合潮汐河工模型试验结果分析轮渡码头对长江行洪的影响.     

桥墩阻水比对弯道河流流速分布的影响

桥墩阻水比是确定涉河桥梁工程方案主要考量指标之一。为研究桥墩阻水比对弯道河流流速分布的影响,建立有机玻璃弯道水槽模型,针对不同阻水比桥墩对弯道河流流速分布影响开展试验研究。使用ADV采集弯道试验段内的纵向和横向流速并进行分析,结果表明：随阻水比的增大,桥墩附近上下游主流位置趋于集中在水槽中间。在Fr=0.21和Fr=0.28两组工况下,墩前断面纵向流速方差均减小,其流速分布更加均匀;墩后断面纵向流速方差均增大,其流速分布更加紊乱;横向流速在墩前与墩后分布均更加紊乱。桥墩阻水比对纵向流速和横向流速分布的影响均随Fr增大而减小。     

桥梁壅水的数值算法探讨

主要论述了跨河桥梁压缩后对壅水的数值计算方法,通过实际例子分析了数值计算方法的精度,认为数值计算在解决工程水力学问题中具有很大的发展潜力。     

斜交桥壅水计算的迭代法

借助于尾流理论及叠加原理,对斜交桥各墩台断面的流量亏值和阻水面积,进行了理论分析,探讨了不同断面最大壅水高度的计算方法;经与试验资料比较,计算值与实测值吻合良好．     

码头工程防洪评价中壅水计算公式浅析

码头工程壅水计算没有专门的计算公式,作数学模型和物理模型均较繁琐,通常是采用桥梁壅水经验公式进行计算。该文通过对多种桥梁壅水的经验公式的实例计算分别进行比较分析,并从经验公式推导原理、考虑的因素和适用条件,得出在码头壅水计算中有较好的应用经验公式。     

桥墩混凝土水化热温度有限元分析

根据三维热传导理论,采用大型有限元软件ANSYS,考虑外界气温条件、水泥水化热等热力学参数以及分层浇注(定义单元的"生死"来准确模拟施工中的分层浇筑)对温度场的影响,运用瞬态热分析法进行温度场的仿真计算.通过计算结果与实测结果的对比分析,得出桥墩沿截面厚度方向的温度分布和其随时间变化的规律及特点,为施工提供一定的参考.     

地震下桥墩动水压力分析

对地震下圆柱形桥墩上的动水压力,提出了一个半解析半数值方法,针对弹性桥墩结构,利用Trefftz完备函数分别构造了流体的弹性振动速度势和刚体运动速度势,采用梁单元有限元方法求解耦联运动方程,与其他方法相比,这一方法计算相对简单、有效,并可考虑表面波效应和流体的压缩影响.算例表明,这一方法具有较高的精度.     

地震时作用于深水桥墩上的动水力及对桥墩动力响应的影响

基于势流体理论,针对一典型实体矩形截面桥墩,分析了不同水深时,动水对桥墩自振特性的影响.研究了不同水深和地震波类型等条件下,作用于桥墩上动水压力的分布规律及其合力作用点位置,并分析了动水对矩形截面桥墩在地震作用下动力响应的影响.结果表明,由于动水和结构相互作用的影响,矩形截面桥墩的自振周期、墩底弯矩及剪力的峰值会随着水深的增加而不断增大.动水使墩底弯矩和剪力分别最多增大了31%和50%,因此动水对桥墩动力反应的影响不可忽略.并且,不同类型地震波对作用于桥墩上的动水压力分布的影响也不相同.根据日本规范计算作用于矩形截面桥墩上的动水力的结果与本文的结果更为接近.     

浅析壅水溢流堰在挑流消能中的应用

根据水力学计算理论,结合某山区水库挑流消能设计的实际状况,提出了在挑流消能中设立壅水溢流堰来减小冲坑深度的创新理论,并建立了可精确计算的数学模型和程序;在实际的工程中也发挥了重要作用。     

等宽明渠交汇口壅水特性数值模拟

为研究不同交汇角度θ和流量比q对明渠交汇口壅水特性的影响规律,利用体积函数法(VOF)追踪自由表面,采用雷诺应力模型(RSM)封闭控制方程,建立明渠交汇水流三维数值仿真模型,对3种流量比和7种交汇角的21种组合工况进行模拟研究,对交汇口附近的三维壅水形态进行分析。结果表明:由于支流汇入的顶托作用,上游区域内水位壅高,交汇区域内出现水面跌落现象;同一流量比工况下,随着交汇角的增大,上游水位逐渐增大,下游水面跌落现象越来越剧烈;对所有工况的上下游最小水深比h^*_d和最大水深比h^*_m进行计算,发现在本文研究的流量比及交汇角变化范围内,上下游最小和最大水深比均随着交汇角的增大而增大,随着流量比的增加而减小。最后,对上下游水深比的变化范围进行分析,得出结论:同一流量比工况下,交汇角增大,交汇口附近水面变幅增大;同一交汇角度工况下,流量比增大,交汇口附近水面变幅减小。     

混合有限分析法在桥墩综合壅水叠加模拟中的应用

将一种纯隐格式-混合有限分析法推广到实际工程应用中.采用该方法对曲线坐标系下的二维水流数学模型进行了离散,将常用的干湿节点判别标准与冻结法结合起来,有效提高了模拟计算的效率和稳定性.采用建立的二维水流数学模型和该计算方法,有效地模拟和重现了柳州市柳江河道上最近发生的洪水.计算和分析显示,柳州市柳江河道上当前已有桥梁由于间距太近,形成了显著的壅水叠加现象.采用经验公式计算了各单个桥梁的壅水高度,与数值模拟计算结果较为吻合.     

铁路桥梁桥墩混凝土水化热仿真分析研究

本文对铁路桥梁桥墩大体积混凝土浇筑过程水化热温度场进行了数值仿真分析,重点研究了桥墩施工过程中的水化热温度场及桥墩混凝土应力分布情况,结合桥墩混凝土施工工艺对桥墩混凝土的浇筑进行有效的控制,避免由于温度应力引起桥墩裂缝,为该类结构的施工提供参考依据。     

压水试验在船撞破损桥墩裂缝检测中的应用

通过工程实例,介绍了在对被船只等漂浮物撞击受损的桥墩进行裂缝检测的过程中,运用压水试验计算等价裂缝开度判定桥墩裂缝大小及分布情况的方法.该方法在检测时间紧、桥墩高度大,短时间内无法近距离直接对裂缝进行观测的情况下,不失为一种有效实用的方法,而且可以据此对水下、地面线以下桩基础受损情况作出判断.     

钢筋混凝土桥墩的延性分析

采用解析的方法探讨了箍筋对钢筋混凝土桥墩延性抗震性能的影响内容包括箍筋对混凝土的有效约束,本构关系以及曲率延性同配箍率的关系通过回归分析提出了一个配箍率同曲率延性的近似关系     

桥墩局部冲刷对建桥的影响分析

针对桥墩局部冲刷对建桥的影响,分析了桥墩局部冲刷的影响因素,列举出黏性土和非黏性土河床桥墩局部冲刷的计算公式,并根据物理模型试验所用的泥沙粒径和测得的桥墩局部流速,采用局部冲刷公式计算了拟建桥梁主副桥墩处的冲刷深度,分析比较得出拟建桥梁的最佳位置。研究结果为桥梁的设计提供了相应的技术依据。     

冰盖下组合桥墩的局部冲刷特性及水力特性

为研究冰盖对组合桥墩局部冲刷及其周围流场分布的影响,基于动床冲刷试验,在不同覆盖条件下,分析了不同水流条件和桥墩尺寸对组合桥墩局部冲刷的影响,建立了预测明渠水流与冰盖流条件下组合桥墩最大冲刷深度的经验方程,并通过ADV测量了墩前的流场。结果表明:组合桥墩的冲刷模式与串列桥墩相似,最大冲刷深度始终出现在墩正前方;经验方程中来流水深、来流流速、桥墩尺寸、冰盖糙率均与最大冲刷深度呈正相关关系;在粗糙冰冰盖流条件下,墩前的垂向流速最大,导致其最大冲刷深度总是大于同等条件下的明渠水流和光滑冰盖流。