[发明专利]河口桥梁工程阻水比测量方法及装置

权利要求书

1.一种河口桥梁工程阻水比测量方法，其特征在于，适用于具有复杂滩槽结构的河口，所述河口桥梁工程阻水比测量方法包括以下步骤：

S1、结合桥梁的桥轴线与河道主流方向，确定所述桥梁的投影断面的位置；所述投影断面的位置垂直于河道主流方向；

S2、根据预设水位下所述投影断面附近的平面流场特征，区分所述桥梁各个桥墩阻水效果的差异性及所述桥梁各桥墩所在投影断面位置的流速V_i，确定所述桥梁各桥墩所在投影断面位置的流速V_i、所述桥墩处水流和河道主流之间的夹角θ_i；所述预设水位的高程为4-10m；

S3、结合所述预设水位和所述桥墩的形状，通过预设水位确定所述桥墩的淹没深度，进而确定所述桥墩的水下淹没面积以确定各个所述桥墩的阻水面积A_i；根据所述流速V_i、夹角θ_i以及阻水面积A_i，通过下式分别获得各个所述桥墩的阻水流量q_i：

q_i＝A_iV_icosθ_i

其中，i＝1、2…n，n为桥墩总数；

所有所述桥墩在所述投影断面上的总阻水流量q＝Σq_i；

S4、获得所述预设水位下的所述投影断面的流量Q，结合所述桥墩的总阻水流量q，得到阻水比α＝q/Q。

2.根据权利要求1所述的河口桥梁工程阻水比测量方法，其特征在于，步骤S1中，所述桥轴线与所述河道主流方向垂直时，所述投影断面的长度为桥轴线在水面的投影长度。

3.根据权利要求1所述的河口桥梁工程阻水比测量方法，其特征在于，步骤S1中，所述桥轴线与所述河道主流方向之间的夹角β为锐角时，所述投影断面的长度为桥轴线的长度乘以sinβ后在水面的投影长度。

4.根据权利要求1所述的河口桥梁工程阻水比测量方法，其特征在于，步骤S4中，所述投影断面的流量Q通过数值模拟计算导出。

5.根据权利要求1所述的河口桥梁工程阻水比测量方法，其特征在于，步骤S4中，所述投影断面的流量Q通过原型观测，采用走航式声学多普勒流速仪进行两组4个以上测回取平均值获得。

6.一种河口桥梁工程阻水比测量装置，其特征在于，适用于具有复杂滩槽结构的河口，所述河口桥梁工程阻水比测量装置包括：

结合桥梁的桥轴线与河道主流方向，确定所述桥梁的投影断面位置的断面位置确定模块；

根据预设水位下所述投影断面附近的平面流场特征，区分所述桥梁各个桥墩阻水效果的差异性及所述桥梁各桥墩所在投影断面位置的流速V_i，确定所述桥梁各桥墩所在投影断面位置的流速V_i的流速监测模块；

根据预设水位下所述投影断面附近的平面流场特征，区分所述桥梁各个桥墩阻水效果的差异性，确定所述桥墩处水流和河道主流之间的夹角θ_i的夹角确定模块；预设水位的高程为4-10m；

结合所述预设水位和所述桥墩的形状，通过预设水位确定所述桥墩的淹没深度，进而确定所述桥墩的水下淹没面积以确定各个所述桥墩的阻水面积A_i的阻水面积确定模块；

根据所述流速V_i、夹角θ_i以及阻水面积A_i，通过式q_i＝A_iV_icosθ_i分别获得各个所述桥墩的阻水流量q_i以及所有所述桥墩在所述投影断面上的总阻水流量q＝Σq_i的第一计算模块，其中，i＝1、2…n，n为桥墩总数；以及

根据获得所述预设水位下的所述投影断面的流量Q，结合所述桥墩的总阻水流量q，得到阻水比α＝q/Q的第二计算模块。

7.根据权利要求6所述的河口桥梁工程阻水比测量装置，其特征在于，所述预设水位下的所述投影断面的流量Q通过数值模拟计算导出至所述第二计算模块。

8.根据权利要求6所述的河口桥梁工程阻水比测量装置，其特征在于，所述预设水位下的所述投影断面的流量Q通过原型观测，采用走航式声学多普勒流速仪进行两组4个以上测回取平均值获得并传至所述第二计算模块。