桥梁偏斜情况下河道水面线变化试验研究.pdf

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1、广西水利水电GXWATERRISOURCES&HYDROPOWERENGINEERING2011(5、·试验与研究·桥梁偏斜情况下河道水面线变化试验研究宋丽，鲁诗刊，范皓然，贺苗，程敏(广西大学土木建筑工程学院，广西南宁530004)【摘要】针对桥梁的偏斜度、阻水比、单宽流量对河道水面线的影响，进行水工模型试验。通过对试验数据整理分析得出的主要结论是：单宽流量一定，最大壅水高度随偏斜度和阻水比A的增大而增大，当0。≤≤30。、7％≤A≤15％时，最大壅水高度随偏斜度和阻水比增大的幅度较大，当30。≤≤

2、45。、15％≤A≤20％时，最大壅水高度随偏斜度和阻水比增大的幅度较小；按常规的投影法计算斜交桥梁最大壅水高度值比试验值大5％一10％左右，且偏斜度越小，差值越大。【关键词】桥梁偏斜；模型试验；水面线变化【中图分类号】TV131．6【文献标识码]B[文章编号】1003．1510(2011)05-0046-03建桥后桥前水位的壅高是桥面高程和桥下净对桥梁偏斜情况下河道水面线变化的影响；空设计的重要依据，对于有防洪要求的河段，桥前改变偏斜度(分别为10~、20~、30~、45~)，重复壅水还关系到待建堤

3、防工程的标高设计和已有堤上述试验内容。防工程的防洪与安全评价；建桥后桥位下游一定范1．2试验布置【围内水位降低值，不仅关系到引水工程进口高程选本次试验在长20m，宽0．29m，高0．6m的矩形择，还会影响桥位附近水电站发电、农业灌溉以及玻璃水槽中进行，该水槽有独立的供排水系统。水’第三者水事权益。现阶段，针对桥轴线与水流方向槽中上下游段为定床段，试验段为动床段，试验段正交情况下的水面线变化研究较多，已形成了计算铺设平均粒径为1．418mm的砂石，厚度为10cm，规范供工程设计单位使用，但某些实际工程由

4、于地长度为2．5m，模拟坡降为3％。的天然的河床，纵断形、水文条件的制约，常出现桥轴线与水流方向呈面图如图l所示。在矩形玻璃水槽中心布设直径为斜交的情况，目前这方面的水面线变化研究比较8mm的木制圆形截面柱式墩模型，并于断面两侧设少，其壅水高度以及范围计算通常是根据投影折算置桥台，测量不同偏斜度、阻水比、单宽流量下建桥后按正交的情况进行，但是斜交在桥位附近的水流前后的水面线变化规律，试验平面l布置图如图2所示。叠加效应，按投影法计算斜交桥梁壅水存在一定的局限性，最终也影响到斜交桥梁以及堤防工程建设的安

5、全性与经济性。1试验方案设计与布置1．1试验方案设计图1试验水槽平面示意图试验采用圆形截面柱式墩，模型砂石平均粒径段为1．418mm，河床坡降为3‰；给定偏斜度，进行以下试验：在阻水比A一定水口的情况下(分别为7％、10％、15％、20％)，研究不同单宽流量(分别为53．20m2／s，61．03m2／s，69．22m2／s)图2桥墩平面布置示意图【收稿日期】2011-08—31[基金项目】国家大学生创新性实验计划项目(101059311)[作者简介】宋丽(1989一)，女，四川眉山人，广西大学水利水电

6、专业在读本科生。46广西水利水电GXWATERRISOURCES＆HYDROPOWERENGINEERING2011(5)目阻水比0=10。时，．Z关系曲线2试验结果与分析鐾：

7、2：一单宽流量q1=53．20m2／s0．12一单宽流tq2=61．03m2／s2．1试验最大壅水高度与偏斜度、阻水比的关系分析0．08一单宽流量q3=69．22m／s通过水工模型试验，收集并整理试验数据，选斗<0．06堪7l0152O取具有代表性的试验组合，分别绘制最大壅水高度阻水比^／％与偏斜度、阻水比的关系曲线如图3、图

8、4所示。图4偏斜度0-10。时。阻水比与最大壅水高度关系曲线暑阻水比^=7％时，e—z关系曲线最大壅水高度随偏斜度的增大的幅度较小；一单宽流量q1=53．20m。／S(2)最大壅水高度值随阻水比的增大而不断的一单宽流量q2=61．03m。／s增大，当阻水比7％≤A≤15％时，最大壅水高度值一单宽,b~'q3=69．22m。／s略-K3：10。20。30。40。随阻水比增大的幅度较大，15％≤A≤20％时，最大偏斜度／。壅水高度值随阻水比增大的幅度较小；图3阻水比=7％时。偏斜度与最大壅水高度关系曲线2

9、．2试验最大壅水高度与规范计算值对比分析根据试验数据绘制不同阻水比、偏斜度和单宽(1)最大壅水高度随偏斜度的增大而逐渐增流量时，最大壅水高度试验值与按《公路桥涵设计大，当偏斜度0。≤≤30。时最大壅水高度随偏斜通用规范》中公式的计算值对比表如下：度的增大的幅度较大，当偏斜度30。≤≤45。时裹1阻水比=7％时量大童水高度Z的计算值与试验值对比表47宋丽，鲁诗刊，范皓然，贺苗，程敏：桥梁偏斜情况下河道水面线变化试验研究(1)单宽流量口分别为53．20m2／