不同形状桥墩冲蚀磨损特征及机理对比研究

• 作者: 杨晓燕 叶凌志 侯海林 杨万理
• 来源期刊: 桥梁建设
• 关键词: 桥墩 冲蚀 砂粒 流场 冲蚀率 数值模拟
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 科学研究|Scientific Research
• 页码范围: 47-55
• 页数: 9页
• 分类号: U443.22|U442.32
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1003-4722.2021.03.007

摘要

为研究在水流携砂作用下不同形状桥墩冲蚀磨损的特征及机理,采用FL U EN T中的DPM模型,结合混凝土冲蚀磨损计算公式,对圆形、正方形、斜置正方形和菱形桥墩冲蚀磨损进行数值模拟.研究4种形状桥墩的冲蚀磨损分布及其周围流场分布,以分析其冲蚀磨损机理,在此基础上,对比分析其抗冲蚀磨损性能及冲蚀磨损破坏方式.结果表明:水流流速为1m/s、砂粒粒径为0.5 mm时,桥墩冲蚀磨损分布数值模拟结果与工程实际较为接近;不同形状桥墩周围流场特性差异使得不同形状桥墩冲蚀磨损分布有所不同,圆形桥墩迎水面两侧壁面冲蚀磨损最严重,正方形桥墩迎水面与两侧面相交的棱线处最严重,斜置正方形、菱形桥墩两侧棱线附近壁面最严重;4种形状桥墩抗冲蚀磨损性能为斜置正方形>菱形>圆形>正方形,且冲蚀磨损破坏主要由硬质砂粒的切削作用引起.