桥梁局部冲刷分析与安全防护

本书统计了国内外典型桥梁冲毁事故，介绍了近年来桥梁局部冲刷研究进展及未来研究方向，在已有理论基础上，分析讨论了桩一土．水三项耦合作用机理。以跨海桥梁为工程背景，建立了三维仿真模型，对比分析了单向流及往复流作用下的桩周流场分布、局部冲刷深度及局部冲刷坑分布形态，提出了适用于海域桥梁的局部冲刷深度预测公式，建立了一个适用于实际跨海桥梁的理论预测模型，提出了针对性的安全防护方案，介绍了一种新型的现场监测系统及应用实例，提出了一种基于FAHP评价法的桥梁局部冲刷安全评估模型。本书可供从事涉水桥梁相关领域的研究者和科技工作者，以及高等院校相关专业教师和研究生参考阅读。

前言
第1章 桥梁基础冲刷问题
1.1 概述
1.2 桥梁基础冲刷事故
1.3 跨海桥梁基础冲刷研究发展近况
1.3.1 不同条件下跨海桥梁基础冲刷研究
1.3.2 跨海桥梁基础冲刷深度预测
1.3.3 跨海桥梁基础冲刷深度监测及防护方法
1.4 本章小结
第2章 桥梁局部冲刷机理分析
2.1 概述
2.2 冲刷分类
2.2.1 自然演变冲刷
2.2.2 一般冲刷
2.2.3 局部冲刷
2.3 桩周流场作用机理
2.3.1 水流与桥桩相互作用
2.3.2 水流与泥沙相互作用
2.4 本章小结
第3章 桥梁局部冲刷三维数值模拟
3.1 概述
3.2 数值软件及计算方法介绍
3.2.1 控制方程
3.2.2 湍流模型
3.2.3 泥沙运动方程
3.2.4 边界条件
3.2.5 OpenFOAM介绍
3.3 数值模型验证
3.3.1 模型设置
3.3.2 验证结果
3.3.3 公式计算对比
3.4 局部冲刷数值模拟
3.4.1 杭州湾跨海大桥工程概况
3.4.2 单桩局部冲刷模拟
3.4.3 群桩局部冲刷模拟
3.5 本章小结
第4章 桥梁局部冲刷预测公式
4.1 概述
4.2 已有预测公式影响因素
4.3 基于能量平衡理论的局部冲刷深度计算公式
4.4 公式验证及比较
4.5 杭州湾跨海大桥桩基近侧流场分析及冲刷深度预测
4.6 本章小结
第5章 桥梁局部冲刷安全防护对策分析
5.1 概述
5.2 桥梁局部冲刷安全防护原理
5.3 桥梁局部冲刷安全防护方案
5.4 桥梁局部冲刷安全防护三维数值模拟
5.4.1 防护前后流场对比
5.4.2 防护前后冲刷坑对比
5.5 本章小结
第6章 桥梁局部冲刷物模试验和现场监测
6.1 概述
6.2 物模试验
6.3 现场监测方法
6.4 现场实时监测系统
6.4.1 实时监测传感器
6.4.2 实时监测软件
6.5 跨海桥梁局部冲刷实时监测系统构件
6.6 本章小结
第7章 桥梁局部冲刷安全评估
7.1 概述
7.2 基于FAHP评价法的冲刷安全评估方法
7.3 桥梁基础冲刷有限元试验评估模型
7.3.1 m法计算桩基土弹簧刚度
7.3.2 流水荷载计算方法
7.3.3 ANSYS试验评估模型建立
7.4 本章小结
第8章 技术展望
参考文献
附录A 墩台冲刷计算及基础埋深
附录B 墩形系数及墩宽计算表
附录C HEC-18方程计算说明