[發(fā)明專利]河口橋梁工程阻水比測(cè)量方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710458936.2
• 申請(qǐng)日: 2017-06-16
• 公開（公告）號(hào): CN107356285B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何用;黃燕;莫偉均;何貞俊;張金明;劉霞;葉榮輝;穆守勝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 珠江水利委員會(huì)珠江水利科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01D21/00
• 分類號(hào): G01D21/00;E02B1/00
• 代理公司: 44314 深圳市瑞方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 林儉良;王少虹

1.一種河口橋梁工程阻水比測(cè)量方法，其特征在于，適用于具有復(fù)雜灘槽結(jié)構(gòu)的河口，所述河口橋梁工程阻水比測(cè)量方法包括以下步驟：

S1、結(jié)合橋梁的橋軸線與河道主流方向，確定所述橋梁的投影斷面的位置；所述投影斷面的位置垂直于河道主流方向；

S2、根據(jù)預(yù)設(shè)水位下所述投影斷面附近的平面流場(chǎng)特征，區(qū)分所述橋梁各個(gè)橋墩阻水效果的差異性及所述橋梁各橋墩所在投影斷面位置的流速V_i，確定所述橋梁各橋墩所在投影斷面位置的流速V_i、所述橋墩處水流和河道主流之間的夾角θ_i；所述預(yù)設(shè)水位的高程為4-10m；

S3、結(jié)合所述預(yù)設(shè)水位和所述橋墩的形狀，通過預(yù)設(shè)水位確定所述橋墩的淹沒深度，進(jìn)而確定所述橋墩的水下淹沒面積以確定各個(gè)所述橋墩的阻水面積A_i；根據(jù)所述流速V_i、夾角θ_i以及阻水面積A_i，通過下式分別獲得各個(gè)所述橋墩的阻水流量q_i：

q_i＝A_iV_icosθ_i

其中，i＝1、2…n，n為橋墩總數(shù)；

所有所述橋墩在所述投影斷面上的總阻水流量q＝Σq_i；

S4、獲得所述預(yù)設(shè)水位下的所述投影斷面的流量Q，結(jié)合所述橋墩的總阻水流量q，得到阻水比α＝q/Q。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的河口橋梁工程阻水比測(cè)量方法，其特征在于，步驟S1中，所述橋軸線與所述河道主流方向垂直時(shí)，所述投影斷面的長度為橋軸線在水面的投影長度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的河口橋梁工程阻水比測(cè)量方法，其特征在于，步驟S1中，所述橋軸線與所述河道主流方向之間的夾角β為銳角時(shí)，所述投影斷面的長度為橋軸線的長度乘以sinβ后在水面的投影長度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的河口橋梁工程阻水比測(cè)量方法，其特征在于，步驟S4中，所述投影斷面的流量Q通過數(shù)值模擬計(jì)算導(dǎo)出。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的河口橋梁工程阻水比測(cè)量方法，其特征在于，步驟S4中，所述投影斷面的流量Q通過原型觀測(cè)，采用走航式聲學(xué)多普勒流速儀進(jìn)行兩組4個(gè)以上測(cè)回取平均值獲得。

6.一種河口橋梁工程阻水比測(cè)量裝置，其特征在于，適用于具有復(fù)雜灘槽結(jié)構(gòu)的河口，所述河口橋梁工程阻水比測(cè)量裝置包括：

結(jié)合橋梁的橋軸線與河道主流方向，確定所述橋梁的投影斷面位置的斷面位置確定模塊；

根據(jù)預(yù)設(shè)水位下所述投影斷面附近的平面流場(chǎng)特征，區(qū)分所述橋梁各個(gè)橋墩阻水效果的差異性及所述橋梁各橋墩所在投影斷面位置的流速V_i，確定所述橋梁各橋墩所在投影斷面位置的流速V_i的流速監(jiān)測(cè)模塊；

根據(jù)預(yù)設(shè)水位下所述投影斷面附近的平面流場(chǎng)特征，區(qū)分所述橋梁各個(gè)橋墩阻水效果的差異性，確定所述橋墩處水流和河道主流之間的夾角θ_i的夾角確定模塊；預(yù)設(shè)水位的高程為4-10m；

結(jié)合所述預(yù)設(shè)水位和所述橋墩的形狀，通過預(yù)設(shè)水位確定所述橋墩的淹沒深度，進(jìn)而確定所述橋墩的水下淹沒面積以確定各個(gè)所述橋墩的阻水面積A_i的阻水面積確定模塊；

根據(jù)所述流速V_i、夾角θ_i以及阻水面積A_i，通過式q_i＝A_iV_icosθ_i分別獲得各個(gè)所述橋墩的阻水流量q_i以及所有所述橋墩在所述投影斷面上的總阻水流量q＝Σq_i的第一計(jì)算模塊，其中，i＝1、2…n，n為橋墩總數(shù)；以及

根據(jù)獲得所述預(yù)設(shè)水位下的所述投影斷面的流量Q，結(jié)合所述橋墩的總阻水流量q，得到阻水比α＝q/Q的第二計(jì)算模塊。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的河口橋梁工程阻水比測(cè)量裝置，其特征在于，所述預(yù)設(shè)水位下的所述投影斷面的流量Q通過數(shù)值模擬計(jì)算導(dǎo)出至所述第二計(jì)算模塊。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的河口橋梁工程阻水比測(cè)量裝置，其特征在于，所述預(yù)設(shè)水位下的所述投影斷面的流量Q通過原型觀測(cè)，采用走航式聲學(xué)多普勒流速儀進(jìn)行兩組4個(gè)以上測(cè)回取平均值獲得并傳至所述第二計(jì)算模塊。