基于Flow-3D的圆柱形桥墩局部冲刷及防护研究

桥梁基础的局部冲刷是导致桥梁水毁的主要因素之一,需要采取一定措施进行防护处理。本文基于Flow-3D软件的水动力学模块和泥沙输运模块,采用RNG k-ε湍流模型对圆柱形桥墩开展了局部冲刷防护三维数值研究,分析了安装护套对圆柱形桥墩局部冲刷防护的效果。计算结果表明:护套装置能够大幅降低最大冲刷深度,最大冲刷深度仅为无防护情况的13%;安装护套装置后,河床冲刷形态较无防护时发生了较大变化,桥墩迎水侧未发生冲刷,最大冲刷深度位置位于护套侧前方距离护套边缘很小距离的位置;在护套两侧冲刷坑后方,形成了与无防护工况类似的较大面积的沙丘拖尾,但由于冲刷程度较小,水流中的泥沙含量较低,沙丘的高度和面积均远小于无防护工况。