[发明专利]一种河道内桥墩有效阻水比的快速自动分析方法

说明书

本发明公开了一种河道内桥墩有效阻水比的快速自动分析方法，属于河流动力学及涉水建筑物水动力影响论证技术领域。该方法主要包括以下步骤：首先，河道岸线地形预处理，确定分析水位及参考过水断面，计算过水断面总面积；其次，以过水断面为轴进行坐标转换，将桥墩顶点投影至过水断面；然后，计算桥墩在过水断面上的投影面积，结合过水断面总面积计算桥墩有效阻水比并绘制阻水断面图。本发明优点在于克服河道内桥墩有效阻水比计算方法步骤复杂、效率低下、准确度受计算人员技能熟练度影响大等不足，提供一种河道内桥墩有效阻水比的快速自动分析方法，实现河道内桥墩阻水比的自动化计算，提高其效率和精度。

技术领域

本发明涉及一种河道中桥墩有效阻水比率的快速自动分析方法，属于河流动力学及涉水建筑物水动力影响论证技术领域。

背景技术

随着交通运输业的迅速发展，桥梁建设项目日益增多，河道内的这些桥墩占用了河道的过水断面，对水流产生阻滞作用，桥墩占用过水断面有效面积与原过水断面面积之比即为桥墩有效阻水比。有效阻水比定量反映了桥墩对水流的阻流情况，也可定性地反映出桥墩对所在河道水流动力的影响，在桥梁建设方案优选及可行性论证中具有十分重要的意义。

桥墩有效阻水比影响因素众多，不仅与桥墩形态、跨度、河宽、水流条件等密切相关，还受桥轴线与水流交角影响明显，在这些因素影响下，每个桥墩的阻水情况各异，需要逐一分析。传统的桥墩有效阻水比计算，往往采用手动方法：根据主流向选择参考过流断面后，结合河道地形及分析水位算出该水位下的过流面积；然后根据桥墩形态逐一过桥墩边缘作过流断面垂线，结合分析水位计算出桥墩的投影面积，最后计算出分析水位下的有效阻水比率。传统方法耗时耗力，不仅计算效率低，而且计算效率及准确度均受计算人员技能熟练度影响较大，从而计算结果可信度极不稳定。为满足桥墩阻水分析需求，发展一种河道内桥墩有效阻水比的快速自动分析方法，实现桥墩有效阻水比的快速准确计算是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服河道内桥墩有效阻水比计算方法步骤复杂、效率低下、准确度受计算人员技能熟练度影响大等不足，提供一种河道内桥墩有效阻水比的快速自动分析方法，实现河道内桥墩阻水比的自动化计算，提高其效率和精度。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种河道内桥墩有效阻水比的快速自动分析方法，包括以下步骤：

步骤S1、对包含N个桥墩的桥梁桥墩所在河段的岸线及一定范围(包含所有桥墩及可能的阻水分析断面)内水下地形进行预处理，生成地形三角网，设定阻水比分析水位Z；

步骤S2、确定该河段主流线及阻水比分析参考过流断面，计算过水断面面积S_总。

具体过程如下：

步骤S21、河段主流线可以从三方面获得，一是历史实测水流流速资料，二是模型试验或计算成果，三是直接根据滩槽格局，由主槽走向粗略判定。

步骤S22、过桥轴线与主流线交点作主流线的垂线，由该垂线在河岸之间的线段(记作L_AB)向河床作切面，所得剖面即为参考过水断面，L_AB即为过水断面顶线段。

步骤S23、计算过水断面面积S_总：记L_AB两个端点坐标分别为A(a₁,b₁)、B(a₂,b₂)，对过水断面顶线段L_AB进行节点加密，采用距离D_{L_jm}控制加密幅度，一般取D_{L_jm}≤桥墩最小宽度。