桥梁局部冲刷分析与安全防护

目 录
前言
第 1章 桥梁基础冲刷问题 1
1.1 概述 1
1.2桥梁基础冲刷事故 2
1.3跨海桥梁基础冲刷研究发展近况 8
1.3.1不同条件下跨海桥梁基础冲刷研究 10
1.3.2跨海桥梁基础冲刷深度预测 11
1.3.3跨海桥梁基础冲刷深度监测及防护方法 12
1.4本章小结 12第 2章 桥梁局部冲刷机理分析 14
2.1 概述 14
2.2冲刷分类 14
2.2.1自然演变冲刷 14
2.2.2一般冲刷 15
2.2.3局部冲刷 17
2.3桩周流场作用机理 19
2.3.1水流与桥桩相互作用 19
2.3.2水流与泥沙相互作用 21
2.4本章小结 24
第 3章 桥梁局部冲刷三维数值模拟 25
3.1 概述 25
3.2数值软件及计算方法介绍 26
3.2.1控制方程 30
3.2.2湍流模型 31
3.2.3泥沙运动方程 33
3.2.4边界条件 34
3.2.5 OpenFOAM介绍 38
3.3数值模型验证 41
3.3.1模型设置 41
3.3.2验证结果 43
3.3.3公式计算对比 45
3.4局部冲刷数值模拟 48
3.4.1杭州湾跨海大桥工程概况 48
3.4.2单桩局部冲刷模拟 52
3.4.3群桩局部冲刷模拟 57
3.5本章小结 70
第 4章 桥梁局部冲刷预测公式 72
4.1 概述 72
4.2已有预测公式影响因素 72
4.3基于能量平衡理论的局部冲刷深度计算公式 75
4.4公式验证及比较 80
4.5杭州湾跨海大桥桩基近侧流场分析及冲刷深度预测 83
4.6本章小结 96
第 5章 桥梁局部冲刷安全防护对策分析 97
5.1 概述 97
5.2桥梁局部冲刷安全防护原理 98
5.3桥梁局部冲刷安全防护方案 98
5.4桥梁局部冲刷安全防护三维数值模拟 100
5.4.1防护前后流场对比 101
5.4.2防护前后冲刷坑对比 103
5.5本章小结 106
第 6章 桥梁局部冲刷物模试验和现场监测 107
6.1 概述 107
6.2物模试验 107
6.3现场监测方法 120
6.4现场实时监测系统 127
6.4.1实时监测传感器 127
6.4.2实时监测软件 132
6.5跨海桥梁局部冲刷实时监测系统构件 136
6.6本章小结 147
第 7章 桥梁局部冲刷安全评估 149
7.1 概述 149
7.2 基于 FAHP评价法的冲刷安全评估方法 150
7.3桥梁基础冲刷有限元试验评估模型 152
7.3.1 m法计算桩基土弹簧刚度 153
7.3.2流水荷载计算方法 155
7.3.3 ANSYS试验评估模型建立 156
7.4本章小结 159
第 8章 技术展望 160
参考文献 162
附录 A墩台冲刷计算及基础埋深 168
附录 B墩形系数及墩宽计算表 177
附录 C HEC-18方程计算说明 180