【作者】 胡江；

【导师】 周华君； 杨胜发；

【作者基本信息】 重庆交通学院 ， 水力学及河流动力学， 2004， 硕士

【摘要】 新疆的宽浅游荡型河段河床、河岸多为细沙土,水流多成集中的股流,股流方向摆动不定,有时与岸坡防护工程呈较大的交角甚至是横流,股流淘刷严重,冲刷深度很大。这就要求调治构造物防护工程基础理置有较大的深度。由于地质条件的限制,在这类河段上修建防护工程难度较大。由于历史和地域的原因,以往对这类河段的研究较少,其防护工程的修建少有涉及到关于水沙运动、河流演变以及河势的控导等一系列整套的研究,因而成功的不多。本文采用理论分析、现场实测资料和室内试验相结合的方法,从新疆宽浅游荡型河段的一般特性出发,分析洪水成因、水沙规律,研究新疆宽浅游荡型河段的防护工程。结合工程实例,提出新疆麦盖提大桥调治工程防护结构形式,进行单桩、群桩绕流的阻力试验、动床模型设计以及十个方案的动床模型试验,得到以下结论;(1)新疆的宽浅游荡性河段一般位于南疆地区。较大的宽浅游荡型河流有叶尔羌河、阿克苏河和塔里木河。而其中的宽浅游荡型河段分布在出山口以下的平原区,这些区域大多是自治区的灌溉农业和人口聚集区。麦盖提大桥桥位河段河床床沙较细,河身宽浅,主流摆动不定,河床变化迅速,中洪水时常出现“斜流、横流”,属于典型宽浅游荡型河段。(2)单桩概化试验表明;单桩桩前冲刷深度和冲刷范围为;(3)群桩概化试验表明;单排群桩桩间中心距超过3.5～4倍桩径,桩与桩之间的影响已经基本消失。单排群桩的绕流阻力系数、冲刷深度、冲刷范围与桩间距的关系分别为;(4)多排桩作为防护结构,桩间距相同的情况下,桩的纵向排数越多,对水流的阻力就越大,效果就越好,桩前冲刷深度是随着桩的排数的增加而增加,冲刷范围随排数的增加而减少。(5)麦盖提大桥桥台水毁模式为;当有一股45°～60°斜流顶冲左岸锥坡,一部分水流在桥台前形成平轴环流冲刷河床,形成冲刷坑,另一部分水流绕过桩,冲刷桩后的泥沙,当冲刷坑和桩后的泥沙冲到一定程度时,引道路堤垮塌,造成麦盖提大桥桥台水毁。麦盖提大桥水毁模拟的关键技术是来流条件、平轴环流以及模型沙的内摩擦角。(6)麦盖提大桥水工模型采用长江天然沙作为模型沙,进行四种几何比尺(1;20、1;30、1;40、1;60)系列模型研究。从来流水力参数看,能达到休止角和冲刷坑的形态相似,满足系列模型的基本假设条件。模型模拟结果表明麦盖提大桥发生水毁时,左岸桥台前的最大冲刷坑深度为5.43m,其表面平均流速为1.76m,第四孔桩上60m的单宽流量为2.7m~3/s。(7)由于新疆宽浅游荡型河段河床泥沙组成较细,地质条件较差,因而在这种河段上要采用直墙式悬喷注浆方案和斜坡式挡墙方案相当困难,这两个方案基本不可行。(8)近距桩方案比远距桩方案效果更好。但近距桩距离桥台不能太远,以不超过6m为宜。新疆麦盖提叶尔羌河大桥的调治工程结构宜选用远近相结合的半封闭桥台桩方案。更多还原

【Abstract】 Based on the investigation on wide and shallow wandering reach’s flow and sediment motion features in Xinjiang, a structure of square pile is put forward for the protection work of this kind of reach. After systematic studying of single pile and multiple piles’ circumfluential resistance of mobile bed, relations of pile’s section geometry size, multiple piles array form and flow conditions to local scour depth and resistance coefficient are given. According to analysis of mobile bed design of wide and shallow wandering reach, series of river engineering model experiment are carried on, and the scour rules of Ye Erqiang River Bridge of Mai Gaiti which is looked as supporting project are found out. Finally, on the basis of mobile bed alternative experiments, two protection work design thoughtways of wide and shallow wandering reach are formed and the optimum protection structure of Ye Erqiang River Bridge of Mai Gaiti is offered.更多还原