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桥区流场数值模拟及建桥对通航的影响研究
| 论文题名： | 桥区流场数值模拟及建桥对通航的影响研究 |
| 关键词： | 桥区流场;数值模拟;TELEMAC-2D软件;桥梁工程 |
| 摘要： | 随着国民经济和交通运输业的快速发展,我国修建了大量跨江、跨海桥梁。建在航道中的桥墩,干扰了天然的水流运动,会对航道的水动力特性、泥沙运动特性等产生一定的影响,进而影响到建桥河段的河床演变和航道稳定。同时,建桥后桥墩周围将产生复杂的三维水流,致使桥墩附近存在不安全的通航影响区域。因此,开展建桥对桥区水流和通航条件的影响研究,对于指导桥梁设计、保障桥区通航安全具有重要的意义。本文通过桥区水流数值模拟分析长江河口地区建桥对通航的影响,并进行了通航影响宽度的研究。首先使用软件TELEMAC-2D建立二维有限元水动力数学模型,并用实测的潮位和流速资料对模型进行了验证。随后,以苏通大桥为对象,建立桥墩模型进行桥区河段水域的数值模拟,总结出桥梁工程水动力条件变化的一般规律,从流速和流向两方面分析了建桥对通航的影响,得出了如下结论:(1)桥墩对水流的影响具有双向性,涨潮时,桥位下游水位壅高,上游水位降低;落潮时变化规律相反,且壅高和减小值沿桥址向上、下游递减。(2)因桥墩对断面单宽流量分配的影响,主桥墩之间的流速都有一定的增加,流速也是沿着桥址向上、下游逐渐递减。(3)建桥后的流向与桥轴线的法线夹角变得很大,对安全通航不利。在通航影响宽度的研究中,为了简化问题,以理想的河道模型和桥墩模型为对象进行研究,总结出通航影响宽度与水流偏角的关系,再以建模计算出的苏通大桥的水文条件为算例,计算出苏通大桥的通航影响宽度,并与前人的研究结果进行了比较,结论比较合理。水动力条件的变化规律及通航影响宽度的计算公式,可以为实际工程提供参考。 |
| 作者： | 范平易 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 邹早建 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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