为什么研究桥梁水力学——重要性和应用

桥梁水力学的重要性

许多不熟悉这门学科的人，实际上是许多工程师，认为在河上建桥完全是结构工程中的一个问题。他们认为可以把桥的开口弄得很大，使它完全跨越河流，达到这样的高度，洪水就不会在桥面附近上涨。如果这总是正确的，就不需要研究桥梁水力学了，但实际上事情很少这么简单。

经济因素通常决定了河流的跨度，因此也决定了在河流中需要设置多少桥墩。类似地，场地的地理位置或道口的性质(如具有固定垂直轮廓的铁路线可能对桥面的最大允许标高施加一些限制。因此，洪水水位可能上升到甲板高度或以上。最初看来是一个基本问题，结果却很复杂。

那么，为什么要研究桥梁水力学呢?

1. 在没有能够通过计算或建模证明所产生的回水不会导致或显著加剧上游土地和财产的洪水之前，任何人都不能被允许在河中建造一座有桥墩和/或桥台的新桥。这一点变得越来越重要，因为对建筑用地的需求导致在河流泛滥平原上进行建设，而河流泛滥平原本来就很容易发生洪水。
2. 在有一座现有桥梁和严重洪水的地方，可能需要进行分析，以确定洪水有多少是由桥梁造成的，有多少是由其他因素造成的，比如太多的洪水无法在河道内输送。如果分析表明桥有问题，那么这可能是建造新结构的充分理由。
3. 如果已知某座桥梁是水流的主要障碍，是造成洪水的主要原因，了解桥梁的水力学知识，就有可能设计改善工程，帮助缓解这一问题。
4. 除了河道的性质和几何形状，桥墩和桥台的形状、间距和方向也会影响流经桥梁的水流和河床冲刷的可能性。精心设计的桥梁都无法避免这个问题，而水力设计糟糕的桥梁更有可能失败和倒塌。没有桥梁水力学知识，如何获得好的设计?