局部动床模型试验管理论文.docVIP

局部动床模型试验管理论文 1试验的目的及研究技术路线 被誉为华南第一桥的广州东二环高速公路珠江黄埔大桥，横跨广州出海水道的大濠沙河段，由北汊主跨383米独塔斜拉桥（目前世界同类型桥梁中排名第一）和南汊主跨1108米悬索桥组成。其兴建将为广州东面重要的经济带打通通往番禺的交通要道，使这些地方与珠江三角洲的物流更加畅顺，对减缓广州市区的交通压力有重要作用。我院完成的“珠江黄埔大桥工程定床河工模型试验研究”（下称定床河工模型），通过不同水文组合的定床模型试验以及该河段的河床演变分析认为，原设计的珠江特大桥工程的三个方案都不会对河势及整体的河床演变产生影响，因此，建议下阶段重点进行桥墩冲刷的正态局部模型试验。定床模型试验的成果及建议也得到评审专家的肯定。桥墩冲刷试验的主要目的是研究在设计的水文条件下，桥墩冲刷坑的极限冲刷深度和范围，为设计提供依据，以保证桥梁的安全。 2试验河段水文、泥沙特性分析 2.1基本水文、泥沙资料 2.1.1径流 桥区水道是广州出海水道即珠江正干至伶仃洋的组成部分。广州出海水道上段位于西北江三角洲北缘，下段为西北江三角洲与东江三角洲的交汇水道，是一条跨越河口至河口湾的潮汐水道，它既受河流动力作用，又受河口湾潮流入侵的控制，具有水丰沙少和潮流控制为主的动力特性。 广州出海水道的径流由两部分组成：一部分来自于北江和西江的径流，经三水水文站由平洲水道的沙洛围、大石河、花地涌进入广州片网河，据我们分析其流量约占三水和马口流量之和的7.1%～7.4%，这是主要的径流来源；另一部分来自流溪河、白坭河以及洪水期北江芦苞水闸和西南水闸的分洪流量，这一部分流量经老鸦岗从西航道汇入广州片网河。西、北江在思贤滘首次连通，其来水重新组合分配经三水、马口水文站进入西、北江三角洲。三水与马口站的分流比近年发生了较大的变化，至今，不管洪水还是枯水，三水的分流量约占三水与马口流量之和的26%，由此可计算得进入广州片网河的径流约占三水站流量的27.3%～28.5%。 据三水水文站（1951～1997年）统计表明，多年最大平均流量为8030m3/s，多年平均流量为1373m3/s，历年最大流量为16200m3/s（1994.6.20），多年平均迳流量为433.10亿m3。 流溪河的多年平均迳流量为27.66亿m3，多年平均流量为87.7m3/s。白坭河的多年平均迳流量为14.40亿m3，多年平均流量为45.8m3/s。由此计算得广州出海水道的多年平均迳流量约为243亿m3，多年平均流量为770m3/s。 根据《西、北江下游及其三角洲网河河道设计洪潮水面线》（试行）计算成果，流经广州出海水道的300年至5年一遇的设计洪水流量约为8400m3/s～5300m3/s 2.1.2潮汐 珠江河口的潮汐为不规则半日潮，在一个太阴日内两涨两落，且两次高低潮位和潮差各不相同，涨落潮历时亦不相等。纳潮量的大小反映潮汐动力的强弱，因纳潮量大小主要由潮差和纳潮面积组成的潮棱体体积决定，珠江干流出海航道的潮流动力自口门往上游逐渐减少。根据实测资料，口门内大虎站单潮最大纳潮量约5.47亿m3，至桥区附近黄埔电厂单潮最大纳潮量减至6060万m3，最大涨、落潮流量分别由大虎站42500m3/s和34300m3/s减至黄埔电厂位置4775m3/s和3675m3/s，最大涨、落潮流速分别由大虎站1.12m/s和1.01m/s减至黄埔电厂0.75m/s和0.71m/s。经相关推算，拟建桥位附近年纳潮总量254亿m3，其山潮比为0.96仍略小于1，反映潮流整体强于径流。黄埔特征潮位历年变化见图1，实测最高潮水位为2.38m，最低潮水位为-1.93m，高潮位平均值0.73m，低潮位平均值-0.89m。 图1黄埔特征潮位历年变化 2.1.3泥沙特征 珠江流域的泥沙特点是含沙量少，输沙量大。珠江进入河口区多年平均含沙量为0.284kg/m3， 平均每年向河口区输出推移质泥沙440～880′104t，悬移质泥沙8872′104t，溶解质3000′104t。经估算悬移质泥沙约有20%在三角洲网河区落淤，流入口门和口门外海滨的悬沙约7098′104t。据统计，珠江干流由虎门出口的年均含沙量仅为0.109kg/m3，占珠江流域的38%，约为三水站多年平均含沙量0.197kg/m3的55%；输沙量为658′104t/年，占全流域的9.3%，远小于径流比重18.5%，这说明了本水道水丰沙少的特点。汇入虎门的悬移质泥沙中，桥址下游区由东江输入泥沙占总量44.6%，比东江汇入径流的比重38%强，结合沙湾水道因主要承泄北江径流，而北江水含沙量相对较