桥梁基桩在含沙水流冲击作用下的冲蚀磨损数值模拟研究

• 作者: 马晓东 张惠尧 张宪堂 沙莎 李朋
• 来源期刊: 水利水电技术
• 关键词: 桥梁安全 基桩 含沙水流 冲蚀磨损 FLUENT
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 泥沙研究
• 页码范围: 76-82
• 页数: 7页
• 分类号: TV36
• 语种: 中文
• DOI: 10.13928/j.cnki.wrahe.2021.03.009

摘要

过水桥梁的基桩外露已成为影响桥梁安全性的重要因素,携沙水流会对外露部分的基桩产生冲蚀作用,加速混凝土的破坏,累积到一定程度,会导致桥梁安全性降低,影响桥梁交通的正常运营.为研究携沙水流对基桩的冲蚀磨损规律及其影响因素,利用ANSYS-Workbench建立三维模型,在FLUENT的工作环境下,模拟水沙两相流的流动特性,并求解得出基桩最大冲蚀磨损速率.通过数值模拟,研究了携沙水流的流场特性,并得出了在不同流速、含沙量及粒径下的冲蚀磨损规律.结果 表明:流速、含沙量及粒径都对最大冲蚀率有较大影响,其中,最大冲蚀率随流速的增加而增大,并呈现出明显的指数关系;含沙量与最大冲蚀率呈现出正相关关系;最大冲蚀率随粒径的增大呈现出先减少后趋于稳定的趋势.研究成果可以为后续基桩冲蚀磨损预测的工程应用提供相关依据.