內(nèi)河彎曲河段橋墩二維流場(chǎng)及其通航水域研究.pdf

1、分類(lèi)號(hào)密級(jí)UDC學(xué)校代碼10497學(xué)位論文題目?jī)?nèi)河彎曲河段橋墩二維流場(chǎng)及其通航水域研究英文2Dnumericalsimulationofflowfieldresearchonthe題目navigationwatersaroundbridgepiersinBendRiver研究生姓名潘緯超姓名劉明俊職稱(chēng)教授學(xué)位單位名稱(chēng)航運(yùn)學(xué)院郵編430063申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士學(xué)科專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)交通信息工程及控制論文提交日期2015年4月論文答辯日期2015年5月

2、學(xué)位授予單位武漢理工大學(xué)學(xué)位授予日期答辯委員會(huì)主席評(píng)閱人2015年5月指導(dǎo)教師武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要內(nèi)河是我國(guó)水上交通的重要通道，據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)通航里程已達(dá)到12.3萬(wàn)公里。長(zhǎng)江干線(xiàn)是我國(guó)內(nèi)河水路交通運(yùn)輸?shù)狞S金水道，船舶在長(zhǎng)江水上航行，應(yīng)了解航道的水深、航寬、彎曲半徑等重要航道尺度指標(biāo)，同時(shí)，要掌握船舶所選擇航路附近的水流流速和流向等水文條件，以此在船舶駕引操縱中利用好船舶車(chē)和舵的控制力來(lái)克服水流的影響。尤其是在內(nèi)河彎曲河段

3、中，當(dāng)跨河橋梁在水中設(shè)置橋墩時(shí)會(huì)導(dǎo)致通航水域受到限制，通航橋孔兩墩之間的流場(chǎng)受橋墩影響產(chǎn)生局部異常的流態(tài)，從而給船舶通過(guò)橋區(qū)水域的駕引操縱產(chǎn)生影響，可能潛在一定的船橋碰撞風(fēng)險(xiǎn)。因此，要求船長(zhǎng)應(yīng)掌握橋墩局部水流狀態(tài)，制定安全應(yīng)對(duì)措施，合理控制船舶橋區(qū)水域運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，保證船舶能航行在計(jì)劃航路上，以保障船舶通過(guò)橋區(qū)水域的安全。目前，長(zhǎng)江干線(xiàn)已建、在建橋梁有90余座，隨著長(zhǎng)江沿岸各城鎮(zhèn)、港口物質(zhì)文化交流的不斷增長(zhǎng)，兩岸主要交通要道對(duì)橋梁建設(shè)的需求

4、逐年增加。按照橋梁建設(shè)規(guī)范，在長(zhǎng)江干線(xiàn)順直河段滿(mǎn)足橋梁建設(shè)選址要求的水域已趨于飽和，尤其是長(zhǎng)江中、下游水域，具備建橋條件的河段都已建有橋梁。為此，不得不考慮在彎曲河段上建設(shè)橋梁，而且有些城鎮(zhèn)要道也處在長(zhǎng)江彎曲河段附近，如果大距離繞行建橋難以滿(mǎn)足陸岸交通干線(xiàn)的接線(xiàn)要求，同時(shí)會(huì)增加橋梁建設(shè)成本，因此，在長(zhǎng)江彎曲河段上建設(shè)橋梁將逐年增多?？绾訕蛄航ㄔO(shè)，如果在水中布設(shè)橋墩會(huì)一定程度縮窄有限的航道寬度，在彎曲河段上如果橋梁跨度較小、水中墩布設(shè)較多

5、則其影響更為突出，同時(shí)，因彎曲河段掃彎水作用，會(huì)導(dǎo)致橋墩處流速分布極不均勻，且水流流態(tài)紊亂。這將給船舶過(guò)橋航行帶來(lái)諸多不利，為緩解這種風(fēng)險(xiǎn)，掌握其影響程度，提出有效緩解措施，有必要研究橋梁在彎曲河段水中設(shè)墩后周?chē)牧鲌?chǎng)及流態(tài)變化特征。為掌握橋墩附近水流動(dòng)力情況，依據(jù)有關(guān)通航技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。本文運(yùn)用FLUENT軟件的數(shù)值模擬技術(shù)，模擬計(jì)算彎曲河段橋梁水中設(shè)墩前、后的流場(chǎng)變化，計(jì)算橋梁在彎曲河段不同橋墩間距（孔跨布置）、不同曲率半徑、不同流