洪水對橋墩的沖刷作用是導(dǎo)致橋梁垮塌的主要原因,因此,在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)時(shí),洪水對橋墩沖刷深度及其范圍的確定是橋梁設(shè)計(jì)的重要組成部分。橋墩沖刷深度的計(jì)算是一個(gè)十分復(fù)雜的問題,由于橋墩周圍水流結(jié)構(gòu)的異常復(fù)雜以及泥沙起動的隨機(jī)性,導(dǎo)致在計(jì)算過程中要得到準(zhǔn)確的預(yù)測結(jié)果是非常困難的。目前,國內(nèi)外研究者已經(jīng)對橋墩的局部沖刷做了很多的研究,他們通過大量的原型實(shí)地觀察測量、模型試驗(yàn)以及數(shù)值模擬得到了各種不同條件下的局部沖刷深度的計(jì)算公式,對橋墩局部沖刷的繼續(xù)研究做出了很大的貢獻(xiàn)。隨著當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷向前發(fā)展,數(shù)值模擬將會在橋墩局部沖刷的研究中以其獨(dú)特的優(yōu)勢得到快速發(fā)展。在閱讀了大量國內(nèi)外有關(guān)橋墩沖刷研究的相關(guān)文獻(xiàn)后,采用計(jì)算流體動力學(xué)(CFD)開展了橋墩沖刷計(jì)算模擬研究,并取得了如下研究成果:(1)綜述了目前國內(nèi)外橋墩沖刷深度的計(jì)算公式,分析了相關(guān)計(jì)算公式的適用條件,并通過實(shí)例計(jì)算對比分析,確定了合理的橋墩沖刷深度計(jì)算方法。(2)以fluent軟件軟件為工具,選用標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型對洪水沖刷條件下橋墩周圍的三維紊流場進(jìn)行了計(jì)算模擬。編寫了UDF程序來計(jì)算模擬河床高程瞬時(shí)變化進(jìn)而確定洪水對橋墩沖刷坑形態(tài)的時(shí)空演化規(guī)律,在此基礎(chǔ)上,開展了影響橋墩沖刷深度的主控因素的敏感度分析。(3)針對現(xiàn)有橋墩沖刷防護(hù)技術(shù)存在的缺陷,提出了“微型鋼管樁+鋼制框架”復(fù)合橋墩沖刷防護(hù)技術(shù),闡述了其防護(hù)原理與有效防護(hù)作用效果。
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U443.22;U445.7