底坎对减缓采沙河床桥墩冲刷的效果及机理研究

       摘要: 针对采沙河床演变引起的桥墩冲刷问题,通过水力学分析和水槽试验研究底坎设置对上游桥墩减冲的效果,运用粒子图像技术观测水流紊动结构的变化,分析底坎尺度和水流变化与桥墩减冲效率的相关性.结果表明:相同水流条件下,桥墩减冲效率与底坎的相对高度以及底坎与桥墩之间的距离有关;桥墩减冲效率随来流强度的增大而减小;在试验范围内,底坎的高度与水深之比为1/5~1/3、底坎位于桥墩下游1~1.5倍桥墩直径的距离时,对桥墩的减冲效果最佳,桥墩的减冲效率可达20%~30%;底坎的减冲机理是通过降低水流紊动强度、切应力及紊动涡量降低水流的输沙能力,从而实现对桥墩的防护.

作者:
齐梅兰 杨熠琳 郐艳荣
单位:
北京交通大学土木建筑工程学院,北京 100044;北京交通大学结构风工程城市风环境北京市重点实验室,北京100044 北京交通大学土木建筑工程学院,北京,100044
出处:
《中国铁道科学》
刊期:
2017年第38卷第4期
基金:
国家自然科学基金资助项目(51578062) 中国铁路总公司科技研究开发计划项目(2014G009-H)

底坎对减缓采沙河床桥墩冲刷的效果及机理研究

摘要:针对采沙河床演变引起的桥墩冲刷问题,通过水力学分析和水槽试验研究底坎设置对上游桥墩减冲的效果,运用粒子图像技术观测水流紊动结构的变化,分析底坎尺度和水流变化与桥墩减冲效率的相关性.结果表明:相同水流条件下,桥墩减冲效率与底坎的相对高度以及底坎与桥墩之间的距离有关;桥墩减冲效率随来流强度的增大而减小;在试验范围内,底坎的高度与水深之比为1/5~1/3、底坎位于桥墩下游1~1.5倍桥墩直径的距离时,对桥墩的减冲效果最佳,桥墩的减冲效率可达20%~30%;底坎的减冲机理是通过降低水流紊动强度、切应力及紊动涡量降低水流的输沙能力,从而实现对桥墩的防护.

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