流溪河特大桥防洪评价分析.pdf

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1、城市建筑┃道路桥梁┃URBANISMANDARCHITECTURE┃ROADANDBRIDGE流溪河特大桥防洪评价分析■王浩淼[摘要]为评价流溪河特大桥兴建后对河道行洪可能带来n边界条件：vn0。其中v为流速矢量，n为的影响，建立了一维、二维联解水流数学模型。采用该模Qi0边界法向单位矢量。在河道上游水边界给定流量过i1型，对工程河段进行了模拟计算。计算结果表明，河段上ZZ，k1，2，3...K1程线QQ0t，河道下游水边界给定水位过程线kk1拟建大桥的存在对河段的防洪和水流特性无明显影响，从zzt。0而为该工程的审批和建设提供了

2、有力的科学依据。式中，Q为节点过流量；i为表示汇集于同一节模型的求解采用有限体积法（FiniteVolume点的各河道断面的编号；w为节点蓄量。k为节点分Method，简称FVM），将计算区域划分为若干规则或[关键词]跨河桥梁数学模型防洪影响分析计算支，Z为各分支断面处的水位。不规则形状的控制体，在计算出通过每一控制体边模型采用Preissmann四点加权差分格式离散界法向输入（出）的质量、动量及能量通量后，对一、基本情况上述圣维南方程组，该方法稳定性好，求解速度快，每一控制体分别进行水量、动量及能量平衡计算，本工程位于广州市从化区温泉镇田塘下村，流能适应单一河道及复杂河网的水

3、面线计算。地形资便可求得计算时段末各控制体平均水深、流速。溪河人工湖大坝下游约6km，是广东省重点工程大料采用2009年实测地形图。模型计算范围上起塘料数模计算网格采用河势贴体正交曲线网格形广高速公路的重要节点之一。桥梁总长为1565m，闸坝，下至从化街口，共设置计算断面37个，河段式，网格数为170×100，水流方向网格间距100～跨河主体采用（43+6×65.5+43）m大跨径组合，悬相邻断面之间的距离在300～1800m之间，多数在130m，垂直水流方向网格间距10～40m。模型采用臂现浇施工连续箱梁结构，下部采用椭圆形桥墩，500m左右，工程局部断面加密。三角形网格对计

4、算区域进行离散，三角形网格边长桥墩轴线与水流夹角为3.8°。流溪河特大桥工程2.二维河网模型最小约为1.8m。工程局部断面加密，模型采用断面平面示意图如图1所示。工程所在河段已有达标堤对三维Navier-Stokes流体运动方程沿垂线积糙率变化范围为0.050～0.060之间。防，防洪标准为50年一遇；该处河道较顺直，河槽分，可以得到下述平面二维潮流数学模型。3.桥墩概化与阻水面积计算两侧漫滩较宽。桥位附近无重要的港口，上游1.0kmhuhvh为较准确地反映工程对河段水流变化的影响情0内无自流涝区排水口，下游1.0km内有3宗小型水txy况，根据拟建大

5、桥桥墩的平面布置及结构形式，对闸。桥墩处的断面进行了概化。由于桥墩具有一定的阻uHuuHuvHgHfvH1EHuEHuqu*水作用，扣除了这一部分过水面积，并将计算水域bxsxxytxyxxxxy的河床糙率分两部分计算：基本糙率，即无水工建筑物的河床糙率n；等效糙率，即考虑了水工建筑vHuvHvvH1vv*gHfuHbysyExHEyHqv物影响的糙率。基本糙率由模型在无工程条件下率txyyxxxy定

6、所得，等效糙率采用南科院的阻力研究成果：其中：z为水位；H=h0+z为水深；h0为基准面以12下的水深；u、v分别为垂向平均流速在X、Y方向的1131nACH1t2Dgn2xy分量；f=2wsinj为科氏力系数，w为地球自转角速度，j为计算水域的地理纬度；CDCdKdNdrguu2v2，rgvu2v2，1，式中，nt为等效槽率；n为河床糙率；A为单桩16ttCHbx2by2柱在垂直于水流方向上的投影面积；x和y是桩柱CCn图1温泉流溪河特大桥工程平面示意图的平面尺寸；CD为单桩或桩群的阻力系数，Cd为单二、数学模型计算n为曼宁系数；t

7、sx、tsy为风对自由水面的剪切力在X、桩阻力系数，其值取2.0；Kd为桩群当量系数，在建立河段一二维联解水动力数学模型，计算并22Y方向的分量；tsxfsrauwuwvw，0.3～1.0范围内取值；Nd为桩数。分析评价桥梁所在水道行洪及分流影响大小及范考虑到大桥桥墩纵向轴线基本顺河道的河势、围。tfrvu2v2；fsysawwws为风阻力系数；a为空气流线布置，计算阻水面积时，按其所在桥轴线断面1.一维河网模型的面积计算。基本方程：圣维南方程：密度，uw、vw为风速在X、Y方向的