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研究生:陳逸勳
論文名稱:梯形渠道橋台局部沖刷與設置漸變段影響
論文名稱(外文):Abutment local scour and its remediation by an approach section in trapezium channel
指導教授:賴泉基賴泉基引用關係
指導教授(外文):Chan-gi Lai
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:水利及海洋工程學系
學門:工程學門
學類:河海工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1999
畢業學年度:87
語文別:中文
論文頁數:76
中文關鍵詞:橋台沖刷漸變段
外文關鍵詞:abutmentscourtransition
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本文提出主渠近橋段採取漸變段設計的構想,以實驗的方法比較漸變段的存在與否,橋台沖刷的變化情形。並針對實驗所得梯形渠道橋台最大沖刷深度跟前人在矩形渠道中所做的實驗比較,可得下列幾點結果:
1. 近橋段由於橋台的存在所以通水面積減少,因此產生局部加速,局部沖刷因應產生,如果近橋段採取漸變段設計,則由測得的數據顯示上下游表面流速減慢5.1%~16.4%不等;在最大沖刷深度部分則減少47.4%~61.5%;可以看出漸變段的存在對橋台沖刷有相當大的改善。
2. 由本實驗所得的梯形渠道橋台最大沖刷深度,跟前人在矩形渠道中所做之實驗比較,可以發現在相同的水流強度及 下,梯形渠道 值大於矩形渠道約0.8%~31.1%。
This research proposes to use a main channel transitional section in front of and behind a bridge abutment to avoid the abutment local scour. Experiments are conducted in a 20x1.1x0.3 m trapezoidal flume with or without this transition to obtain local scour, water level and surface velocity data. These data are compared to examine this proposal.
The experimental data show that the flow accelerates at approaching section near a bridge. If there is a transition, the surface velocities upstream and downstream the bridge reduce by 5.1%~16.4%, and the maximum local scour depths reduce by 47.4%~61.5%. The water surface drawdown caused by the flow acceleration also decreases. The existence of the transitions improves greatly the abutment from being scoured. Further investigations show that the maximum local scour depth at abutment of trapezoidal channel is 0.8%~31.1% greater than that of rectangular channel, under the same flow intensity and h/L, D*/L conditions.
中文摘要………………………………………………………………………I英文摘要……………………………………………………………………. II誌謝………………………………………………………………………….III目錄...……………………………………………………………………….IV表目錄…………………………………………………………………….…VI圖目錄………………………………………………………………………VII符號說明……………………………………………………………………VIII第一章 緒論…..…………………………….…………………………….1 1-1問題背景…………………………….………………………………….1 1-2前人研究…………..…………………………….…………………….3
1-3研究方法.……………………………………………………..……….7 1-4本文組織………………………………………………………………. 8
第二章 橋台沖刷機制與因次分析………………………..…..…………11
2-1 局部沖刷理論………………………………………………………….11
2-1-1 局部沖刷的特性及型態……………………………………...……11
2-1-2 局部沖刷機制……………………..……………………...………12
2-1-3 沖刷過程…………………………………..…………………...…14
2-2 因次分析………………………………………………………………15
2-2-1 影響參數及無因次化過程………..……………………………...15
2-2-2 實驗條件下的無因次參數..………………………………….....16
2-3 總結……………………………………………………………………17
第三章 實驗設備與步驟……………………………………………………21
3-1 實驗渠道……………………………………………….………………21
3-2 實驗設備及儀器………………..………….…………………………22
3-3 實驗條件………………..…………………….………………………24
3-4 實驗步驟…………………………………………...…………………26
3-5 流速的量測與處理…………..…………………….…………………27
第四章 實驗結論與討論……………………………………………………38
4-1 沖刷情形……………………..…………….…………………………38
4-2 表面流速分佈情形………………..………….………………………40
4-3 水位變化情形……………..…………………….……………………42
4-4 最大沖刷深度和經驗公式預估結果之比較…..….…………………43
4-5 梯形及矩形渠道沖刷深度之比較………………..….………………44
4-6 梯形渠道適當橋台長度長度定義之探討…………..….……………46
第四章 結論與建議…………………..……………………………………65
5-1 結論……………………………….……………………………………65
5-2 建議…................………………………………………66
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