嫩江县嫩江公路大桥河工模型试验研究.pdf

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1、水利科研东北水利水电2015年第1期【文章编号]1002-0624(2015)01-0038-02嫩江县嫩江公路大桥河工模型试验研究王淳，，张鹤2，赵青3，张黎4【1．辽宁省观音阁水库管理局，辽宁本溪117100；2．水利部松辽水利委员会，吉林长春130021；3．中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林长春130061；4．辽宁省水利工程建设质量与安全监督中心站，辽宁沈阳110003)[摘要】针对嫩江县嫩江公路大桥设计方案，通过河工模型试验对桥住河段水流流速、河道水面线、分流比、通航参数以及泥沙冲淤变化进行观测及分析论证，提出

2、推荐桥孔布置方案，该布置方案水位最大壅高0．06In，满足防洪安全要求，上下游航线直线段水流流向与航线夹角在5ova,内，横向流速在0．30m／s以内，满足通航规范要求。[关键词】嫩江公路大桥河工模型壅水高度冲刷深度【中图分类号】Tv5[文献标识码]A嫩江公路大桥在嫩江县城北约4．6km处横跨长12．5km；模型的横向范围包括桥面宽度、两岸嫩江。为避免工程布置对该河道的行洪、通航和河防洪堤，宽约4．3km。模型平面尺寸为41．7mX道演变造成不利影响，因此通过开展河工模型试验16．3m，模型高0．5mo对桥梁布置方案河段水流及

3、泥沙特性进行研究论鉴于现场查勘及以往的研究经验，对嫩江河证。嫩江公路大桥原设计方案(原方案)桥孔布置：道中造床起决定性作用的是推移质泥沙(=6．5主桥5x30m+(40+3x70+40)m+9X30m=710m，桦mm)，模型选用粉煤灰作为试验用的模型沙(=皮山桥8x30m=240m，桥总长为950m；推荐方案0．2mmo为尽可能保证模型与天然河道相似，模(推荐方案)桥孔布置为：主桥5x30m+(40m+3X型按照相似率的理论进行设计，并通过水位、分流70m+40rr1)+11x30m=7701"1"1，滩桥9x30m=270

4、比和冲淤等率定试验对有关比尺进行了适当的调m，桦皮山桥14x30m=420m，桥总长1460ITIo整，确保了主要物理量相似，使试验结果能够满足研究内容的要求。1试验的基本情况2试验结果分析试验研究河段属嫩江上中游，为宽浅型河道，适宜采用变态模型开展研究。模型变率的选取综2．I水面线分析合考虑了sL99—2012<河工模型试验规范>的要施放各典型流量，测得各频率洪水水面线如求，即模型的雷诺数Re应大于1000，模型水深应图I所示。当发生2O年一遇洪水(Q=4100m3／s，大于1．5cm，保证模型上每个断面的平均流速在两岸堤防

5、防洪标准)时，原方案、推荐方案桥前壅紊流范围内；且考虑试验研究的目的以及模型场水高度分别为0．25m和O．06m；当发生5O年一地的限制等因素，最终确定模型平面比尺，变率为遇洪水(Q=5390mVs)时，原方案、推荐方案桥前3．75。模型上游边界取至科洛河汇入口以下，下游壅水高度分别为0．27m和0．08m；当发生100年边界取至甘河汇入口以上，模拟的河段纵向范围一遇洪水(Q=6390ma／s)时，原方案、推荐方案桥·38·2015年第1期东北水利水电水利科研前壅水高度分别为0．37m和0．09m；当发生300通航水深1．2m

6、，不满足规范要求；横向流速小于年一遇洪水(Q=8014mVs)时，原方案、推荐方案0．30m／s，满足规范要求；水流流向与航线夹角小桥前壅水高度分别为0．46m和0．17m。从防洪角于5o，满足规范要求；上行、下行的航迹线直线段度分析，桥梁推荐方案壅水高度明显低于原设计长度满足4倍和2倍船长的要求，宽度满足净宽方案，推荐方案桥梁壅水高度满足防洪要求。50m的要求；通航净高为9m，大于8m，满足规范要求。推荐方案基本满足通航要求，仅需在局部位置进行航道疏浚以满足通航水深要求即可。2．4冲淤结果分析吕推荐方案冲淤试验是在2009年

7、实测地形上开*展的，经过系列年洪峰后，中汉滩桥桥位下游左侧产生冲刷，发育的冲沟与右汉河槽相接；桦皮山桥上游500m处，发生裁弯取直，发育的冲沟；各桥位处均呈现为冲刷状态，其中主桥右侧桥头绕流冲刷不是很明显；滩桥左右两侧桥头绕流冲刷明显。桥墩局部>中刷；桥墩处被冲刷的床沙质以沙波图1各方粟典型洪水水面线形式向下游河道传播，但并没有形成明显的连续2．2流速分析形淤坎，对桥孔泄洪和桥前水位无不良影响。桥墩当发生20年一遇洪水(Q=4100m3／s)时，原局部冲刷的>中坑最深点发生在主桥通航孔桥墩方案与推荐方案都较现河道流速有所增加，

8、其中：前，>中坑深度达4．51m，冲刷平面近似于马蹄形，左岸主河槽原方案与推荐方案流速分别增加0．O7～下游墩尾处出现小范围长条形淤积小丘。0．90m／s和0．o3～0．30m／s；右岸主河槽原方案与由此可见，桥梁的建设对局部河势产生了一推荐方案流速分别增加O．54~1．68