船－桥间水动力对桥区通航安全的影响研究

黄琼

摘 要：在桥区通航安全问题中，船舶运动过程中的受力情况与桥墩周围紊流特征息息相关，为了解船-桥间水动力对桥区通航的干扰作用，本文采用概化水槽模型试验研究船-桥交会运动过程中船桥间距对船舶受力的影响。实验研究表明，船舶行进过程中所受艏摇力矩源于桥墩周围涡体贴近船体时产生的负压区，且船舶所受艏摇力矩的最大值随船桥间横向距离的增大而减小;船体受渦体负压区的影响程度与涡体的瞬时形态相关，具有不确定性。

关键词：船-桥交会;物理模型;水压力;艏摇力矩

中图分类号：U698           文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2021）07-0039-03

随着经济的发展及城市的发展，跨河桥梁的数量及密集程度显著增长，桥区通航安全问题日益突出[1]。在船舶的安全通航领域，界定航行船只与桥墩间的富余宽度是一项非常关键的任务，当下富余宽度通常是依照围绕桥墩所形成的碍航紊流的界限来界定[2-3]。影响桥墩周围紊流特性的因素有许多，如水深[4]、桥墩形态[4-5]、行近流速等[6-7]，而船舶作为刚体大变形动边界，对桥墩周围紊流的作用不容忽视，行船过程中没有将船-桥间水动力纳入影响因素，可能导致所界定的富余宽度不足，影响航行安全。

为了解船-桥间水动力对桥区通航的干扰作用，本文采用物理模型试验方法研究船-桥间距对船舶受力的影响，并分析船舶所受艏摇力矩与水流结构的相关性及其原理。

1模型设计

1.1相似比尺

试验采用钢化玻璃水槽，断面为长方形，水槽总长度35.00m，净宽1.60m，净高0.50m。……