郑小颖,王洁光,戚林玲,许琳,史永忠,丁赟,张向东

• 1:宁波交投公路营运管理有限公司
• 2:浙江省河海测绘院
• 3:河海大学水利水电学院
• 4:宁波市水利工程质量安全管理中心

摘要(Abstract)：

针对宁波象山港大桥桥墩冲刷严重问题,为了剖析潮流径流共同作用下跨海大桥复式桥墩局部冲刷机理,科学预测桥墩局部冲刷规律,通过系统分析、评估、复核象山港大桥相关试验成果和现场实测数据,深入研究了象山湾内关键水文泥沙参数(波浪、潮流、潮位、泥沙量、海底冲刷)变化特征,利用主因子分析及量纲分析等手段,建立象山港大桥桥墩局部冲刷公式,并利用观测数据进行验证。研究表明,象山湾内各涨急落急流速变化不大,涨急和落急之间差别明显。涨急和落急时的代表垂线平均流速分别为-1 m/s和1.14 m/s,且涨落急时刻对应的代表潮位分别为1.37 m和0.54 m。针对象山港大桥桥墩特性分别建立三类桥墩局部冲刷公式,计算得到的预测值与观测值误差在±5%以内,说明所提出的预测公式具有较好的预测效果,能有效地揭示象山港大桥的冲刷规律。

关键词(KeyWords)： 象山港大桥;桥墩;局部冲刷;潮流;水力特性;泥沙

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 宁波市交通科技运输项目(201930);; 国家重点研发计划项目(2016YFC0402503)

作者(Author): 郑小颖,王洁光,戚林玲,许琳,史永忠,丁赟,张向东

DOI: 10.13928/j.cnki.wrahe.2020.08.014

参考文献(References)：

• [1] 中交公路规划设计院,国家海洋局第二海洋研究所.宁波象山港大桥及接线工程可行性研究专题研究报告之七:宁波象山港大桥水文计算分析 [R].杭州:中交公路规划设计院,2005.
• [2] 宁波象山港公路大桥局部冲刷模型试验专题研究报告 [R].北京:清华大学,2005.
• [3] 朱炳祥.国外桥墩局部冲刷计算研究的主要成果与进展 [J].国外公路,1985(5):49- 57.
• [4] DEVI Y S,BARBHUIVA A K.Bridge pier scour in cohesive soil:a review [J].Sādhanā,2017,42(10):1803- 1819.
• [5] 王玲玲,俞佳亮,朱海等.桥墩局部冲刷研究进展 [J].河海大学学报(自然科学版),2019,47(3):223- 229.
• [6] DARGAHI B.The turbulent flow field around a circular cylinder [J].Experiments in Fluids,1989,8(12):1- 12.
• [7] MELVILLE B W,CHIEW Y.Time scale for local scour at bridge piers [J].Journal of Hydraulic Engineering,1999,125(1):59- 65.
• [8] 张佰战,李付军.桥墩局部冲刷计算研究 [J].中国铁道科学,2004,25(2):48-51.
• [9] COLEMAN S E.Clearwater local scour at complex piers [J].Journal of Hydraulic Engineering,2005,131(4):330- 334.
• [10] DEY S,RAIKAR R V.Characteristics of horseshoe vortex in developing scour holes at Piers [J].Journal of Hydraulic Engineering,2007,133(4):399- 413.
• [11] 韩海骞,熊绍隆,孙志林.潮流作用下桥墩局部冲刷深度计算公式的建立与验证[J].泥沙研究,2016(1):9- 13.
• [12] MUZZAMMIL M,GANGADHARAIAH T,GUPTA A K.An experimental investigation of a horseshoe vortex induced by a bridge pier [J].Water Management,2004,157(2):109- 119.
• [13] DIAB R.Experimental investigation on scouring around piers of different shape and alignment in gravel [D].Egypt:Darmstadt University of Technology,2011.
• [14] LI J.Physical modelling of pier scour in a constricting channel [D].Ottawa:University of Ottawa,2014.
• [15] FERDOUS A,NALLAMETHU R.Three-dimensional turbulent boundary layers:a review [J].Journal of Hydraulic Research,1997,35:81- 98.
• [16] WU W M,RODI W.3D numerical model for suspended sediment transport in open channels [J].Journal of Hydraulic Engineering,2000,126:4- 15.
• [17] FANG H W,Wang G Q.Three-dimensional mathematical model of suspended sediment transport [J].Journal of Hydraulic Engineering,2000,126(8):578- 592
• [18] JI C,MUNJIZA A,AVITAL E,et al.Direct numerical simulation of sediment entrainment in turbulent channel flow [J].Physics of Fluids,2013,25(5):531- 560.
• [19] 黄杰,梁东方,张景新.水下结构物周围泥沙冲刷的通用计算模型 [J].水动力学研究与进展,2017,32(5):615- 622.
• [20] 浙江省河海测绘院.象山港大桥桥墩冲刷跟踪观测分析报告(2015年度)[R].杭州:浙江省河海测绘院,2015.
• [21] 张照举,张永良,余锡平.象山港大桥建设对湾内潮流特性的影响[J].水运工程,2005(11):1- 4.