山区河流桥墩基础冲刷计算与防护方法研究

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1、山区河流桥墩基础冲刷计算与防护方法研究2012级俞艳硕士结构工程何思明（研究员）朱宝龙（教授）ClassifiedIndex:U447U.D.C:625SouthwestUniversityofScienceandTechnologyMasterDegreeThesisMountainriverpierfoundationscourcalculationandprotectionmethodresearchGrade:2012Candidate:YanYuAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:StructureEngineeringSuperv

2、isor:SimingHe(Researcher)Apr.8,2015独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用和授权的说明本人完全了解西南科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文的复印件，允许该论文被查阅和借阅；学校可以公布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或

3、其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)签名：导师签名：日期：西南科技大学硕士研究生学位论文第4页摘要洪水对桥墩的冲刷作用是导致桥梁垮塌的主要原因，因此，在进行桥梁设计时，洪水对桥墩冲刷深度及其范围的确定是桥梁设计的重要组成部分。桥墩冲刷深度的计算是一个十分复杂的问题，由于桥墩周围水流结构的异常复杂以及泥沙起动的随机性，导致在计算过程中要得到准确的预测结果是非常困难的。目前，国内外研究者已经对桥墩的局部冲刷做了很多的研究，他们通过大量的原型实地观察测量、模型试验以及数值模拟得到了各种不同条件下的局部冲刷深度的计算公式，对桥墩局部冲刷的继续研究做出了很大的贡献。随着当今计

4、算机技术的不断向前发展，数值模拟将会在桥墩局部冲刷的研究中以其独特的优势得到快速发展。在阅读了大量国内外有关桥墩冲刷研究的相关文献后，采用计算流体动力学（CFD）开展了桥墩冲刷计算模拟研究，并取得了如下研究成果：（1）综述了目前国内外桥墩冲刷深度的计算公式，分析了相关计算公式的适用条件，并通过实例计算对比分析，确定了合理的桥墩冲刷深度计算方法。（2）以fluent软件软件为工具，选用标准k-ε湍流模型对洪水冲刷条件下桥墩周围的三维紊流场进行了计算模拟。编写了UDF程序来计算模拟河床高程瞬时变化进而确定洪水对桥墩冲刷坑形态的时空演化规律，在此基础上，开展了影响桥墩冲刷深度的主控因素的敏感度分

5、析。（3）针对现有桥墩冲刷防护技术存在的缺陷，提出了“微型钢管桩+钢制框架”复合桥墩冲刷防护技术，阐述了其防护原理与有效防护作用效果。关键词：桥墩冲刷冲刷深度k-ε湍流模型计算模拟冲刷防护4西南科技大学硕士研究生学位论文第5页AbstractDuringthedesignprocessofthebridge,animportantpartofthedesignprocessisthebridgepierscourdepthandscope.Calculationofscourdepthofpiersisaverycomplicatedproblem.Duetoextremelycomple

6、xflowstructuresaroundthepiersandsedimentstartrandomness,togetaccuratepredictionintheprocessofcalculationisverydifficult.Atpresent,thedomesticandforeignresearchershavedonealotofresearchonbridgepierlocalscour,theyadoptedalotofprototypeobservationandmeasurement,modeltestandnumericalsimulationobtained

7、theformulaoflocalscourdepthunderdifferentconditions,onthepierlocalscourcontinuedresearchhasmadeagreatcontribution.Withthecontinuousdevelopmentoftoday'scomputertechnology,numericalsimulationofitsuniqueadvantageswi