橋梁局部沖刷分析與安全防護(hù)

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(cè) 11
1.3.3跨海橋梁基礎(chǔ)沖刷深度監(jiān)測(cè)及防護(hù)方法 12
1.4本章小結(jié) 12第 2章 橋梁局部沖刷機(jī)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(chǎng)作用機(jī)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(jì)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(yùn)動(dòng)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(yàn)證 41
3.3.1模型設(shè)置 41
3.3.2驗(yàn)證結(jié)果 43
3.3.3公式計(jì)算對(duì)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(cè)公式 72
4.1 概述 72
4.2已有預(yù)測(cè)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(jì)算公式 75
4.4公式驗(yàn)證及比較 80
4.5杭州灣跨海大橋樁基近側(cè)流場(chǎng)分析及沖刷深度預(yù)測(cè) 83
4.6本章小結(jié) 96
第 5章 橋梁局部沖刷安全防護(hù)對(duì)策分析 97
5.1 概述 97
5.2橋梁局部沖刷安全防護(hù)原理 98
5.3橋梁局部沖刷安全防護(hù)方案 98
5.4橋梁局部沖刷安全防護(hù)三維數(shù)值模擬 100
5.4.1防護(hù)前后流場(chǎng)對(duì)比 101
5.4.2防護(hù)前后沖刷坑對(duì)比 103
5.5本章小結(jié) 106
第 6章 橋梁局部沖刷物模試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè) 107
6.1 概述 107
6.2物模試驗(yàn) 107
6.3現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)方法 120
6.4現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 127
6.4.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)傳感器 127
6.4.2實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)軟件 132
6.5跨海橋梁局部沖刷實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(píng)估 149
7.1 概述 149
7.2 基于 FAHP評(píng)價(jià)法的沖刷安全評(píng)估方法 150
7.3橋梁基礎(chǔ)沖刷有限元試驗(yàn)評(píng)估模型 152
7.3.1 m法計(jì)算樁基土彈簧剛度 153
7.3.2流水荷載計(jì)算方法 155
7.3.3 ANSYS試驗(yàn)評(píng)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(xiàn) 162
附錄 A墩臺(tái)沖刷計(jì)算及基礎(chǔ)埋深 168
附錄 B墩形系數(shù)及墩寬計(jì)算表 177
附錄 C HEC-18方程計(jì)算說明 180