橋梁局部沖刷分析與安全防護

目 錄
前言
第 1章 橋梁基礎(chǔ)沖刷問題 1
1.1 概述 1
1.2橋梁基礎(chǔ)沖刷事故 2
1.3跨海橋梁基礎(chǔ)沖刷研究發(fā)展近況 8
1.3.1不同條件下跨海橋梁基礎(chǔ)沖刷研究 10
1.3.2跨海橋梁基礎(chǔ)沖刷深度預(yù)測 11
1.3.3跨海橋梁基礎(chǔ)沖刷深度監(jiān)測及防護方法 12
1.4本章小結(jié) 12第 2章 橋梁局部沖刷機理分析 14
2.1 概述 14
2.2沖刷分類 14
2.2.1自然演變沖刷 14
2.2.2一般沖刷 15
2.2.3局部沖刷 17
2.3樁周流場作用機理 19
2.3.1水流與橋樁相互作用 19
2.3.2水流與泥沙相互作用 21
2.4本章小結(jié) 24
第 3章 橋梁局部沖刷三維數(shù)值模擬 25
3.1 概述 25
3.2數(shù)值軟件及計算方法介紹 26
3.2.1控制方程 30
3.2.2湍流模型 31
3.2.3泥沙運動方程 33
3.2.4邊界條件 34
3.2.5 OpenFOAM介紹 38
3.3數(shù)值模型驗證 41
3.3.1模型設(shè)置 41
3.3.2驗證結(jié)果 43
3.3.3公式計算對比 45
3.4局部沖刷數(shù)值模擬 48
3.4.1杭州灣跨海大橋工程概況 48
3.4.2單樁局部沖刷模擬 52
3.4.3群樁局部沖刷模擬 57
3.5本章小結(jié) 70
第 4章 橋梁局部沖刷預(yù)測公式 72
4.1 概述 72
4.2已有預(yù)測公式影響因素 72
4.3基于能量平衡理論的局部沖刷深度計算公式 75
4.4公式驗證及比較 80
4.5杭州灣跨海大橋樁基近側(cè)流場分析及沖刷深度預(yù)測 83
4.6本章小結(jié) 96
第 5章 橋梁局部沖刷安全防護對策分析 97
5.1 概述 97
5.2橋梁局部沖刷安全防護原理 98
5.3橋梁局部沖刷安全防護方案 98
5.4橋梁局部沖刷安全防護三維數(shù)值模擬 100
5.4.1防護前后流場對比 101
5.4.2防護前后沖刷坑對比 103
5.5本章小結(jié) 106
第 6章 橋梁局部沖刷物模試驗和現(xiàn)場監(jiān)測 107
6.1 概述 107
6.2物模試驗 107
6.3現(xiàn)場監(jiān)測方法 120
6.4現(xiàn)場實時監(jiān)測系統(tǒng) 127
6.4.1實時監(jiān)測傳感器 127
6.4.2實時監(jiān)測軟件 132
6.5跨海橋梁局部沖刷實時監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)件 136
6.6本章小結(jié) 147
第 7章 橋梁局部沖刷安全評估 149
7.1 概述 149
7.2 基于 FAHP評價法的沖刷安全評估方法 150
7.3橋梁基礎(chǔ)沖刷有限元試驗評估模型 152
7.3.1 m法計算樁基土彈簧剛度 153
7.3.2流水荷載計算方法 155
7.3.3 ANSYS試驗評估模型建立 156
7.4本章小結(jié) 159
第 8章 技術(shù)展望 160
參考文獻 162
附錄 A墩臺沖刷計算及基礎(chǔ)埋深 168
附錄 B墩形系數(shù)及墩寬計算表 177
附錄 C HEC-18方程計算說明 180