學(xué)科專業(yè)：港口、海岸及近海工程
授予學(xué)位：工學(xué)碩士
學(xué)位授予單位：長沙理工大學(xué)
學(xué)位年度： 2005年
部分通航河流上建設(shè)橋梁后，因通航孔凈寬不足而礙航。通過分析天然河流與模型試驗(yàn)資料發(fā)現(xiàn)橋墩兩側(cè)存在影響航行安全的紊流區(qū)，但目前關(guān)于橋梁通航孔凈空尺度計(jì)算公式中沒有考慮該區(qū)域的寬度。因此，研究通航孔墩柱附近的礙航紊流區(qū)寬度及橋梁通航孔凈寬，對(duì)合理選取橋梁凈跨，避免船舶撞擊橋墩事故發(fā)生等具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
本文依托交通部行業(yè)聯(lián)合科技攻關(guān)項(xiàng)目“橋區(qū)河段航道整治技術(shù)研究”課題，采用概化水槽試驗(yàn)，數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法，就橋墩附近紊流區(qū)寬度及橋梁通航孔凈寬進(jìn)行研究。在分析了橋墩周圍水流結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，建立了平面二維紊流數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用該模型對(duì)直道墩柱繞流進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果較好地反映了墩柱周圍的平面水流現(xiàn)象。在概化水槽試驗(yàn)中，采用先進(jìn)的PIV流場測(cè)試系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理程序進(jìn)行圖像采集和數(shù)據(jù)處理，得到了直道和彎道中單墩和不同間距雙墩布置情況下的表面流場圖，從而分析出各實(shí)驗(yàn)場次墩柱周圍的紊流區(qū)寬度，進(jìn)而推導(dǎo)出橋墩周圍紊流區(qū)寬度計(jì)算公式。
根據(jù)對(duì)橋墩周圍水流結(jié)構(gòu)和紊流區(qū)寬度等相關(guān)方面的研究，本文首次提出因橋墩周圍水流流態(tài)紊亂，橋區(qū)航道邊線與橋墩之間應(yīng)該有一安全距離，在橋梁通航孔凈寬計(jì)算中應(yīng)增加考慮這一距離，并對(duì)現(xiàn)有的橋梁通航孔凈寬尺度的計(jì)算公式進(jìn)行了修正，公式中增加c4項(xiàng)，同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料分析結(jié)果，給出了順直航道和彎曲航道Ct項(xiàng)的取值方法。
