[发明专利]一种桥墩下游不同距离处水流流速的计算方法

说明书

本发明提供了一种桥墩下游不同距离处水流流速的计算方法。所述桥墩下游不同距离处水流流速的计算方法包括如下步骤：一、采集桥墩所在河道的河道宽度、水深和流量，并测量桥墩宽度；二、将桥墩下游流场分为主槽水流和桥墩掩护区域水流两部分，计算桥墩上游平均流速和桥墩下游主槽流速；三、根据所述桥墩上游平均流速和桥墩下游主槽流速计算桥墩下游掩护区的流速。本发明的有益效果是：所述桥墩下游不同距离处水流流速的计算方法基于简单的桥墩所在河道的河道宽度、水深和流量及桥墩宽度的采集和测量就可以有效地计算出桥墩下游不同距离处的水流流速，计算方法简单实用，且可为桥墩冲刷的研究及防护措施的提出提供技术支撑。

技术领域

本发明具体地涉及一种桥墩下游不同距离处水流流速的计算方法。

背景技术

随着社会经济的快速发展，跨江河桥梁不断涌现，桥梁规模也越来越大，这些大桥日益成为联系各地区经济社会发展的重要纽带。而桥梁的兴建必然会使桥墩周围的水流情况发生很大的变化，致使其周围形成冲刷。桥墩冲刷是桥墩附近普遍存在的一种现象，也是造成桥墩失稳和桥梁失稳的主要原因，其中影响桥墩冲刷最重要的也是最直接的因素便是其流速值。随着社会的快速进步，对桥梁基础的要求也越来越高，合理评估桥梁桥墩下游流速变化，已经成为提高桥墩基础安全度、确保工程可靠的关键性技术问题之一。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷或问题，提供一种桥墩下游不同距离处水流流速的计算方法。

本发明的技术方案如下：一种桥墩下游不同距离处水流流速的计算方法包括如下步骤：一、采集桥墩所在河道的河道宽度、水深和流量，并测量桥墩宽度；二、将桥墩下游流场划分为主槽水流和桥墩掩护区域水流两部分，根据流量连续原理计算桥墩上游平均流速，且根据流体分割方法计算桥墩下游主槽流速；三、依据通量守恒原理，根据所述桥墩上游平均流速和桥墩下游主槽流速计算桥墩下游掩护区的流速。

优选地，在步骤二中，对桥墩上游平均流速的计算包括如下内容：通过下式计算桥墩上游平均流速U₀：

其中，Q为流量，B为河道宽度，H为水深。

优选地，在步骤二中，对桥墩下游主槽流速的计算包括如下内容：通过下式可计算桥墩下游不同距离处主槽流速U(x)：

式中：x为与桥墩的距离值，U(x)为桥墩下游距离桥墩x处的主槽的平均流速；为桥墩上游平均流速，Q为流量，B为河道宽度，H为水深；

b为桥墩宽度；

为桥墩断面x＝0处的主槽平均流速；

x₁为桥墩处断面到下游流速收缩断面的距离。

优选地，在步骤三中，由下式计算出桥墩下游不同距离处掩护区的流速V(x)：

本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

所述桥墩下游水流流速的计算方法中，基于简单的桥墩所在河道的河道宽度、水深和流量及桥墩宽度的采集和测量就可以有效地计算出桥墩下游不同距离处的水流流速，计算方法简单实用，且可为桥墩冲刷的研究及防护措施的提出提供技术支撑。

附图说明

图1是本发明实施例提供的桥墩下游水流流速的计算方法所涉及的桥墩下游流场划分示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。