桥墩纵向间距对通航水流条件的影响研究

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1、１２１０４０２０３９１尝巧化号１０５３６学号分类号Ｕ６１７密级公开＃义六誇＾乂净硕±学位论文桥壞纵向间距对通航水流条件的影响研究学位巧请人姓名ｚｋ利工程学院所在学院指导教师化小雄教授学科专业氷利工程研究方向结构物与水流的相互作用论文提交日期２０１５年４月学校代号：１０５３６２０３９１学号：１２１０４０密级；公开长沙理工大学硕±学位论文桥澈纵向间距对通航水流条件的影响硏究学位申请人姓名臺屋！Ｊ指导教师沈小雄玻授所在学院水利工程学院专业名疏港口、海岸及近

2、海工程２０１５年３论文提交日期＿近２０１５年５店论文答辩日期＿答辩委员会主席陈證巧Ｓｔｕｄｙｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆｌｏｎｉｔｕｄｉ打ａｌｓａｃｉｎｏｆｔｈｅｉｅｒｏｎｎａｖｉａｂｌｅｇｐｇｐｇ円ｏｗｃｏｎｄｉｔｉｏｎＢｙＷｕｉａｎｊＢ．Ｅ．ＣｈａｎｓｈａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏ２０１２（ｇｙｇｙ）ＡｔｈｅｓｉｓｓｕｂｍｉｔｔｅｄｉｎａｒｔｉａｌｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐＲｅｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｄｅｒｅｅｏｆｑＭｇａｓｔｅｒ

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4、明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。＾式作者签名：日期；；年若月日＾ｊ学位论文版校使用授巧书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长沙理工大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进巧检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。本学位论文属于１、保密□，在年解密后适用本授权书。２、不保密囚。

5、＂＂（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）作者签名；Ｘ曰期於年＾月曰句＾导师签名日期：年月Ｌ日＾）摘要桥梁建设在一定程度上影响了河道水流运动，在桥墩周围产生复杂的三维水流，致使桥墩附近存在不安全的航行区域。从通航安全考虑，有必要开展深入研究。利用flow-3D软件，针对不同来流角度以及连续墩不同间距，计算了圆形墩和圆端形墩周围的水流流场；通过概化船舶物理模型，研究了船舶通过单墩和连续墩时所受到的总力沿横向分力，确定了通航安全距离。得到以下主要结论：1.单桥墩周围存在两个明显的横向流速峰值，连续桥墩周围存在四个明显的横向流速峰值。桥墩尾部受到桥墩尾流的影响，横向流速出现正负摆动。随

6、着连续墩间距的增加，第一个桥墩尾流的影响慢慢体现出来。桥墩附近横向流速零值，并不是在桥墩中心。第一个零值在第一个桥墩边壁附近，第二个零值出现在墩尾。桥墩周围的第一个峰值大小与单墩时很接近。第一个峰值和第二个峰值出现的位置与单墩时基本一致。当连续墩间距达到12D时，第三个峰值和第四个峰值与第二个桥墩的相对位置较单墩时基本一致。2.当水流流向与桥轴线法线方向的交角大于5°，不宜直接用横向流速为0.3m/s的标准确定桥墩紊流宽度，可采用有无桥墩横向流速差值作为紊流宽度的取值标准。水流流向与桥轴线法线方向的夹角和墩长对桥墩周围的紊流宽度存在明显影响。3.船舶经过单桥墩时，船舶所受总力的横向分力

7、沿纵向分布曲线存在三个区，两个推力区和一个吸力区。当船舶经过连续墩时，当连续墩间距较小时，连续墩可以看做是一个整体，与单墩的分布规律基本相同。当连续墩间距为6D和9D时，吸力区发生分离，出现两个吸力峰值，当连续墩间距达到12D时，总力沿横向分力的分布规律与单墩相同，可以把连续墩看做是两个独立的桥墩。4.以横向流速0.3m/s为判别依据判别桥墩周围的安全通航距离。桥区安全通航距离为0.736D。将总作用力的横向分力峰值减小最明显的两断面中离桥墩较