[发明专利]基于桥梁上下游水位差的桥墩绕流阻力等效糙率概化方法

摘要

基于桥梁上下游水位差的桥墩绕流阻力等效糙率概化方法，在桥墩的上游、桥墩处和下游建立1号至3号观测断面，通过1号至3号观测断面的水位Z1、Z2及Z3、过水断面面积A1、A2及A3、天然河道糙率n、流量Q，首先推求桥前水流收缩、桥下水流束窄引起的局部水头损失系数ζs、桥后水流扩散等引起的局部水头损失ζe和沿程水头损失hf，然后计算桥墩绕流阻力引起的局部水头损失hjF，反推获得桥墩绕流阻力等效糙率nt，本发明从局部水头损失和沿程水头损失的分析入手，构建桥墩绕流阻力等效糙率反演方法，概化后的等效糙率能够用于桥梁集群后叠加壅水的经验计算、数值模拟和物理模型试验，有利于对桥墩阻力概化方法提供验证数据。

主权项

1.基于桥梁上下游水位差的桥墩绕流阻力等效糙率概化方法，其特征在于：所述概化方法中，在桥墩的上游建立1号观测断面，在桥墩处建立2号观测断面，在桥墩的下游建立3号观测断面，通过1号观测断面、2号观测断面和3号观测断面的桥梁上游、桥址和下游水位Z1、Z2及Z3、对应Z1、Z2及Z3的过水断面面积A1、A2及A3、天然河道糙率n、实测流量Q，首先推求桥前水流收缩、桥下水流束窄引起的局部水头损失系数ζs、桥后水流扩散等引起的局部水头损失ζe和沿程水头损失hf，然后取1号至3号断面总局部水头损失hj＝Z3‑Z1‑hf来计算桥墩绕流阻力引起的局部水头损失hjF，再根据沿程水头损失hf公式，反推获得桥墩绕流阻力等效糙率nt，用于桥梁集群后叠加壅水的经验计算、数值模拟和物理模型试验，其计算公式为：其中，为加糙区域河道长度，取桥梁顺水流方向工程区宽度L的3～10倍；A1‑3为1号观测断面和3号观测断面之间的平均过水断面面积。