考虑端部形状影响的矩形桥墩局部冲刷试验研究

作     者：魏松 苏陈 方睿智 朱大勇 佘海强 童煜霄 WEI Song;SU Chen;FANG Ruizhi;ZHU Dayong;SHE Haiqiang;TONG Yuxiao

作者机构：合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 池州市规划勘测设计总院有限公司安徽池州247100 浙大宁波理工学院土木建筑工程学院浙江宁波315100 开化水库建设中心浙江开化324300 

出 版 物：《合肥工业大学学报（自然科学版）》 (Journal of Hefei University of Technology：Natural Science)

年 卷 期：2024年第47卷第1期

页      面：69-76页

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 081502[工学-水力学及河流动力学] 0815[工学-水利工程] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51979068) 安徽交通控股集团科技资助项目(2017010650) 

主　　题：局部冲刷试验 矩形端部桥墩 圆端形端部桥墩 三角尖形端部桥墩 最大冲刷坑深度 

摘      要：文章以宽度相同、长度不同的矩形桥墩为研究对象,考虑矩形、圆端形、三角尖形3种典型端部形状,在铺设10 cm等厚定级配沙的矩形长直水槽内进行不同流速下桥墩局部冲刷室内试验,量测不同时刻桥墩周边测点流场、墩周冲刷坑深度等参数,结合基本理论对桥梁基础局部冲刷进行研究。结果表明:圆端形和三角尖形端部桥墩墩前下降水流和墩周马蹄形涡流强度较矩形端部小;在相同条件下,圆端形端部桥墩最大冲刷坑深度相对于矩形端部桥墩减小34.9%,而三角尖形端部桥墩最大冲刷坑深度相对于矩形端部桥墩减小66.7%;在保证矩形桥墩长宽比L/B≥2的前提下,当弗劳德数Fr≤0.111时L/B越小,墩周冲刷破坏程度越小,而当0.148≤Fr≤0.185时则相反。根据河道不同流速合理选择墩型,能够更好地预防冲刷破坏。试验结果可为桥墩局部冲刷设计提供参考。