The invention discloses a method for determining a straight channel rectangular pier field for rectangular pier, collision avoidance field \pier suction flow\ vanishing point distance of maximum distance pier surface, determine the method is that the calculation model is established firstly, and then the calculation model for numerical simulation, finally using the data fitting with the empirical expression curve characteristic width and pier of the channel axis velocity and the. A pier anti-collision device includes a flow sensor, a plurality of pressure sensors, several mobile buoys, a processor module, a pressure type water spraying device and a buoy fixed disk. The essence of the invention is: through the establishment of model, numerical simulation and regression analysis method, the formula of rectangular pier anti-collision field, and designs an anti-collision device for active pier, install it on a moving through the water changes to adjust the buoy field size and collision, forcing ships by pressure type water spraying device away from the pier.
【技术实现步骤摘要】
顺直航道矩形桥墩防撞领域确定方法及桥墩防撞装置
本专利技术涉及水利工程防护物领域,尤其涉及顺直航道矩形桥墩防撞领域确定方法及桥墩防撞装置。
技术介绍
桥梁极大改善了我国的运输条件,是我国交通网络的重要构成部分。改革开放以来,我国跨海和跨江桥梁越来越多。据相关资料统计,我国主要的三大内陆航运水系,即长江水系、珠江水系和京杭运河水系,现有的各种桥梁近300余座。桥梁建设能有效促进经济的发展,但是桥梁建设必须充分考虑桥区的通航水环境,合理布置好桥区航道和浮标,以有效控制船舶的安全通航并避免撞桥事故的发生,否则桥梁会成为制约安全通航的“瓶颈”。如黄石长江大桥,由于选址在水运繁忙而河道弯曲的水域,不良的水流条件及浮标设置不够科学,加上驾引人员应变能力较差造成碰撞事故频发。仅在1993年4月16日至9月16日的147天中,就发生撞桥事故16起,沉船9艘,直接经济损失数百万元。据长江海事局统计,截止到2003年8月,长江干线大桥共发生船桥相撞事故120多起。2007年6月15日,广东九江大桥被船撞塌,造成严重人员伤亡,直接经济损失达亿元。浙江沿海举世瞩目的舟山跨海大桥,分别于2008年3月27日和2009年11月16日发生船舶撞桥事故,造成人员失踪、船舶下沉损失和桥墩损坏。以上交通事故的发生,虽然在很大程度上与驾引人员疏忽有关,但也与桥区浮标布置不够科学有一定的关联度。桥墩防撞领域是桥区航道和浮标布置的重要依据,桥区的浮标和航道应该布置在桥墩防撞领域之外。因此有必要确定桥墩防撞领域的范围。中国专利公告号CN206157666U,授权公告日2017年05月10日,本技术属 ...
【技术保护点】
一种顺直航道矩形桥墩防撞领域确定方法,适用于矩形桥墩,设定D为桥墩防撞领域范围,也即是“墩吸流”消失点距离桥墩表面的最大距离,影响D的因素是桥墩特征宽度B及航道轴线的流速U,其中,桥墩特征宽度为桥墩宽度在垂直于水流主流向的最大宽度,其特征在于,确定D的方法为:首先建立D的计算模型,然后对上述计算模型进行数值模拟,最后运用所求数据拟合出D随着桥墩特征宽度B及航道轴线的流速U的变化曲线并得出D的经验表达式。
【技术特征摘要】
1.一种顺直航道矩形桥墩防撞领域确定方法,适用于矩形桥墩,设定D为桥墩防撞领域范围,也即是“墩吸流”消失点距离桥墩表面的最大距离,影响D的因素是桥墩特征宽度B及航道轴线的流速U,其中,桥墩特征宽度为桥墩宽度在垂直于水流主流向的最大宽度,其特征在于,确定D的方法为:首先建立D的计算模型,然后对上述计算模型进行数值模拟,最后运用所求数据拟合出D随着桥墩特征宽度B及航道轴线的流速U的变化曲线并得出D的经验表达式。2.根据权利要求1所述的顺直航道矩形桥墩防撞领域确定方法,其特征在于,所述计算模型采用的RNGk-ε模型,所述模型的控制方程组包括:(1)质量守恒方程(连续方程):i=1,2(2)动量守恒方程:i=1,2(3)k-方程:i=1,2(4)ε-方程:i=1,2以上方程组中相关参数的含义为:xi(=x,y)代表轴向和径向方向的坐标;ui(=ux,uy)代表轴向和径向方向的水流流速;ρ表示水流的密度;p表示压强;ν表示水流的动力黏度;νt表示涡黏度,νt=Cμ(k2/ε),k表示紊动能,ε表示紊动能耗散率,Cμ=0.085,其他参数的取值如下:η=Sk/ε,C1=1.42,ηo=4.377,λ=0.012,C2=1.68,αk=αε=1.39,其中,边界条件按照以下方法处理:(1)入流边界条件有入流平均流速、湍流动能分布、湍流动能耗散率分布,它们的数学表达式分别为:uin=U;k=0.0144U2;ε=k1.5/(0.25b),其中:U为航道入口流速,b为航道宽度;(2)出流边界处理方法如下:假定出流充分发展;(3)壁面边界处理方法为:边界层流中采用无滑移假定,也即是,壁面边界的速度与边界节点速度分量都相等。3.根据权利要求2所述的顺直航道矩形桥墩防撞领域确定方法及桥墩防撞装置,其特征在于,通过权利要求2中的模型求得若干组关于防撞领域范围D与桥墩特征宽度B和航道轴线的流速U之间关系的数据,通过所得点坐标拟合出D的曲线,从而获得顺直航道矩形桥墩防撞领域D的经验表达式。4.一种桥墩防撞装置,使用权...
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