中国公路学报

作者：喻鹏, 祝志文

单位：1. 东莞理工学院生态环境与建筑工程学院, 广东东莞 523808;2. 汕头大学 土木与环境工程系,广东 汕头 515063

关键词：桥梁工程,局部冲刷,串列双圆柱桥墩,CFD模拟,平衡湍流边界层,泥沙坍塌模型,干扰效应

基金：国家重点基础研究发展计划（“九七三”计划）项目（2015CB057701）；国家自然科学基金项目（51278191）；湖南省交通科技项目（201522）；东莞理工学院科研启动专项经费项目（GC300501-130）

为研究不同墩心距下沿流向串列布置的双圆柱桥墩局部冲刷坑形态的变化规律，提出1种平衡湍流边界层模型以获得稳定的湍流来流边界条件；利用雷诺时均N-S方程和标准<em>k-&epsilon;</em>湍流模型求解河床上双圆柱桥墩周围的复杂绕流场；基于能考虑河床面任意斜坡和泥沙坍塌效应的泥沙输运模型和动网格技术模拟双圆柱桥墩局部冲刷的动态演化过程，得到平衡冲刷坑形态，揭示冲刷发展过程的流动特征和冲刷机理。模拟结果与中美规范局部冲刷预测结果比较表明：串列双圆柱桥墩之间存在干扰效应；受下游桥墩施扰，最大冲刷都发生在上游桥墩，冲刷深度比单圆柱桥墩大，当墩心距<em>L</em>与桥墩直径<em>D</em>之比<em>L/D</em>=4时，达到最大值；而下游桥墩受上游桥墩遮挡的影响，最大冲刷深度在<em>L/D</em>=2时达到最小值，随着墩心距的增大，下游冲刷深度增大；当墩心距大于5倍桥墩直径后，下游桥墩可不考虑遮挡效应；获得的串列双圆柱桥墩最大冲刷深度值与美国规范预测值较为接近，而中国规范公式预测值偏小，提出的下游桥墩冲刷深度遮挡因子可为桥梁抗冲刷设计提供参考。

来源：2019年第1期

《中国公路学报》期刊编辑部

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