桥墩上环翼型防冲板和开缝组合新型防护试验研究

发布时间：2018-11-20 11:28

【摘要】：由于传统桥墩冲刷防护技术的局限性,引入环翼型防冲板和开缝组合的新型防护措施,通过主动减小墩前下降水流和墩侧绕流对河床进行防护。为探究组合防护措施的防冲刷效果,采用最优安装位置、最优形状的防冲板与不同高度、不同位置的墩缝系统组合,进行室内物理模型试验。以冲坑三维特征、桥墩周围时均流速、紊动强度和紊动动能作为试验指标,定量分析开缝防护与组合防护对桥墩冲刷的影响。试验结果表明:两类防护下,冲坑深度均显著减小,且组合防护的冲坑深度减小率是开缝防护的1.8倍;组合防护下,墩前垂向时均流速、垂向紊动强度和紊动动能都明显减小,并在防冲板位置出现板上值远大于板下值的突变现象,墩侧纵向时均流速和纵向紊动强度减小效果显著。研究表明,对于圆柱形桥墩的局部冲刷,环翼型防冲板和开缝组合防护效果突出,为深入研究桥墩防冲刷的组合防护奠定了一定的基础。
[Abstract]:Because of the limitation of the traditional bridge pier scour protection technology, a new protection measure, which combines the annular airfoil anti-scour plate and the opening joint, is introduced to protect the riverbed by actively reducing the descending flow in front of the pier and the side flow around the pier. In order to explore the scour prevention effect of combined protective measures, the indoor physical model test was carried out by using the combination of the optimal installation position, the optimal shape anti-scour plate and the pier seam system with different heights and different positions. The effects of joint protection and combined protection on the scour of the bridge pier are quantitatively analyzed by taking the three-dimensional characteristics of the scour pit, the average velocity of the bridge piers around the bridge pier, the turbulence intensity and the turbulent kinetic energy as the test indexes. The experimental results show that the depth of scour pit decreases significantly under two kinds of protection, and the rate of decrease of combined protection is 1.8 times of that of slit protection. Under combined protection, the vertical mean velocity, vertical turbulence intensity and turbulent kinetic energy in front of the pier are obviously reduced, and there is a sudden phenomenon that the value on the plate is much larger than the value under the plate at the position of the anti-impact plate. The average velocity of flow and the intensity of longitudinal turbulence decrease obviously in longitudinal side of pier. The results show that for the local scour of cylindrical pier, the combined protection effect of annular airfoil anti-scour plate and slit is outstanding, which lays a certain foundation for further research on the combination protection of pier anti-scour.
【作者单位】：内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院;黄河水利委员会黄河水利科学研究院;
【基金】：国家自然科学基金(51369022) 内蒙古自然科学基金(2013MS0719) 黄河水利科学研究院基本科研业务费项目(HKY-JBYW-2016-34)
【分类号】：U443.8

【参考文献】

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