桥墩局部冲刷防护工程特性研究综述

系统地总结了近年来应用于实际工程和室内实验研究的桥墩局部冲刷防护工程措施,如抛石防护、扩大基础防护、混凝土铰链排防护、四角混凝土块防护、护圈防护、桥墩开缝防护、墩前排桩防护和淹没槛防护等,并对这些传统防护工程措施的防护机理、防护效果和防护优缺点进行了论述和评价,对完美结合实体抗冲和减速不冲防护特性于一体的四面体透水框架群防护方法的研究现状进行了详尽的介绍,并介绍了桥墩局部冲刷防护措施的工程应用实例。

长江中游透水框架护岸工程对底栖动物群落结构的影响

2014年3月对长江中游干流水陆洲、三八滩、金城洲和牯牛沙等江段四面六边透水框架护岸工程区大型底栖动物群落进行了调查,对比分析了工程区和对照区底栖动物群落结构和多样性差异,以了解航道整治透水框架工程实施对河流底栖动物群落的影响,为河流生态水利工程建设及生态修复提供依据。在每个调查站点工程区内设置3个采样点,工程区外设置3个对照点,对照点在工程区上游或下游设置,选取水流条件不受工程区影响的区域,且保证对照点水深、岸边植被等条件与工程区样点相近。在透水框架工程区及对照区共采集底栖动物22种,隶属于3门6纲8科;摇蚊幼虫种类最多（占50.0%）,其次是寡毛类（27.2%）和软体动物（13.6%）。水陆洲、三八滩、金城洲和牯牛沙等江段透水框架工程区底栖动物密度分别为1450、175、125和160 ind/m2,生物量分别为4.19、0.10、0.48和0.17 g/m2;对照区底栖动物密度分别为140、20、35和33 ind/m2,生物量分别为2.30、0.01、0.02和0.07 g/m2。底栖动物多样性指数dM、H’和J的变化范围工程区分别为0.21~1.37、0.41~1.62和0.38~0.87,对照区分别为0.14~0.40、0.28~0.96和0.41~0.68。透水框架工程区底栖动物种类丰度、密度、生物量和多样性指数表现出高于对照区的趋势,表明透水框架工程区群落结构较复杂并提高了底栖动物的多样性,可能与透水框架群能降低河水流速、减小河水对底质的冲击有关。

透水框架四面体防洪护岸试验研究

结合长江南京河段的水沙条件,采用试验模拟方法对透水框架四面体阻力特性和护岸抗冲特性进行研究。结果表明,采用透水框架四面体护岸后,不仅使护岸工程区抗冲流速增大,而且对于护岸工程区下游一定范围内也有较好的防冲护岸效果;在平顺河道的透水框架四面体护岸工程中,可采用间隔布置方式。

透水框架在改进丁坝结构型式上的应用

丁坝坝头绕流呈复杂的三维结构,常导致坝头局部冲刷,易诱发丁坝水毁。为改善丁坝坝头的水流条件,利用四面体透水框架对常规丁坝结构型式作了有益改进,即将常规丁坝的实体坝头改成由四面体透水框架铰接而成的透水坝头,并通过水槽试验研究其水动力特性及冲淤特性。研究表明,透水坝头能有效分散坝头集中绕流,减弱坝头脱离涡的形成条件,并阻滞下潜流,相应地,坝头局部冲刷坑深度也得到有效控制。此外,试验还研究了透水坝头透空率以及长度对局部冲刷的影响。研究发现,存在一个最优透空率,使得透水坝头控制坝头局部冲刷的效果最好,透水坝头的透空率过大或过小时,透水坝头对局部冲刷坑深度的控制有限。另外,在坝头绕流的影响范围内,随着透水坝头长度的增加,其减小坝头局部冲刷的效果越好,当透水坝头长度超过这一范围后,透水坝头长度的增加对减小坝头局部冲刷的效果不再明显。

穿越四面六边透水框架群的水流阻力特性试验研究

通过理论分析、水槽试验研究了低淹没流动下穿越框架群水流的阻力特性,为四面六边透水框架群护岸技术的推广应用提供依据。

四棱台透水框架水动力特性试验研究

基于鱼礁概念,提出一种新型四棱台透水框架结构,并开展系列水槽试验,利用剖面流速仪ADCP(acoustic doppler current profilers)测量四棱台透水框架防护区周围流场结构,分析架空率对透水框架周围水流结构的影响,研究四棱台透水框架对防护区周围的水动力特性影响。试验结果表明:四棱台透水框架防护后水流上下速度分布差异更为明显,框架层流速显著减小,且流速减小幅度随架空率的减小而增大;紊动强度分布出现拐点,拐点位置与架空率具有明显的相关性,紊动强度随架空率的减小而增大;防护区内部近底处存在紊动收敛区域,其紊动强度随架空率减小而减小。

四面六边透水框架体在水流中的沉速和落距试验研究

四面六边透水框架在水面上方抛放后,受重力影响透水框架到达水面时产生初始沉速,入水后受到水下重力与水流绕流阻力的作用,在向水下沉降的同时,还产生顺水流方向的落距。文章通过对四面六边透水框架在水流运动中的受力分析,建立了不同搭接方式和不同抛投方式的四面六边透水框架在不同抛投高度下的沉速和落距公式,并利用水槽试验资料对公式中的参数进行了率定。

四面六边透水框架构筑心滩防护工程清水冲刷试验研究

四面六边体透水框架作为一种航道整治建筑物广泛应用于长江中下游航道整治过程中并取得了较好的效果,但也存在大面积损毁现象。为此,通过水槽概化模型试验,对四面六边体透水框架群守护心滩时滩体及透水框架群变形特点进行了分析,结果表明:相同流量下,并非心滩淹没程度越低,滩体冲刷破坏越严重;在框架群的下边缘和两侧透水框架易发生位移;透水框架群应用于浅滩整治工程时,框架杆件长度及总体布置方案应进行优化和论证。

考虑底部过流的透水框架群阻力系数研究

研究底部过流条件下透水框架群的阻力系数具有现实意义。将透水框架视为大尺度粗糙结构体,利用入侵深度,建立了大尺度粗糙结构体过流的水动力双层模型,将水流沿垂向分为上部自由流动层和底部透水层,得出考虑底部过水和占用过水面积的大尺度粗糙河床阻力系数计算式。透水框架水槽试验的数据表明,框架群铺设后纵向流速随水深变化的垂向分布呈“S”型。利用47组雷诺数为25000~50000的试验数据率定出推导公式的形状系数,最终得出透水框架群阻力系数计算式。

四面六边透水框架体抛投落距探讨

抛投落距直接影响到四面六边透水框架体施工抛投定位精度和工程实施岸段的护岸效果,但目前尚没有四面六边透水框架体抛投落距的计算公式.为此,首先通过流动水体中四面六边透水框架体运动规律的理论分析,得出了其抛投落距计算的理论公式,然后通过水槽试验研究了四面六边透水框架体在不同流速和不同水深条件下的抛投落距,提出了四面六边透水框架体抛投落距计算的经验公式.

混凝土四面六边透水框架结构在长江航道整治中的应用

混凝土四面六边透水框架是一种新型江河护岸工程技术。室内试验和实际工程应用均表明,这种新型的透水框架具有十分明显的减速落淤效果,优于传统的护岸、护滩工程技术,是一种值得大力推广的护岸护滩新结构和新技术。

透水框架护岸模型试验

透水框架护岸是将透水框架铺设在岸坡坡面上,利用透水框架的减速促淤机理来防护岸坡。本试验开展了四面六边透水框架和扭双工字型透水框架铺设在岸坡坡面上的试验研究,对其护岸效果、减速促於机理进行分析,了解透水框架护岸的优缺点,分析透水框架护岸的应用部位。

混凝土四面六边体护岸工程施工质量控制

混凝土四面六边体透水框架护岸是一种新型江河透水护岸工程技术,该技术越来越多地应用在河道护岸工程的实践中。结合长江南京河段新济洲护岸工程的设计和施工实践,对混凝土四面六边体护岸工程的施工各环节质量控制进行了分析。施工质量控制的要点主要在于混凝土框架杆件制作质量和框架抛投的数量及位置准确性。根据水利工程相关规范和标准,提出了混凝土四面六边体护岸工程施工质量检验和评定的建议。

四面六边透水框架护岸工程定额分析研究

为适应长江防汛工作发展的新形势,满足长江护岸建设工程前期工作的需要,提高投资决策水平,依据四面六边透水框架护岸工程的施工工艺流程,分预制混凝土四面六边体、四面六边透水框架焊接拼装和四面六边透水框架抛投施工三部分。分别分析各施工分部预算定额,并综合分析了四面六边透水框架护岸工程的预算定额,对于四面六边透水框架护岸技术的应用推广有着重要的积极意义。