西汉高速公路考虑到生态保护等因素,山区沿河路段多采用纵向桥方案代替高填方路堤。由于大量桥墩沿河布设,导致出现了水流行洪不畅、基础严重冲刷、桩身磨蚀等问题,这些对桥基的安全构成巨大威胁。本文以西汉高速公路顺直段纵向桥为依托,通过室内模型试验和基于FLUENT软件数值模拟相结合的方式,研究山区顺直河段纵向桥与水流斜交时流场的特征,主要针对桥墩组与水流呈约4°夹角时,在试验段中布设跨径分别为0.52m、0.8m、1.2m、1.6m、2m的双幅桥墩时,对山区顺直河段纵向桥流场展开研究。主要研究成果如下:(1)通过理论分析及实地调查,从自然因素、河流形态、路段形态、桥墩特征、桥墩组布设以及桥墩组与水流夹角等方面分析了各因素对水流形态特征的影响。(2)通过室内定床模型试验,研究了无桥墩时流场的特征,试验结果表明:无桥墩流场水流在试验段呈现为抛物线形。当桥墩组存在时,改变了水流方向,迫使水流向无桥墩区域移动,这时右侧边壁和第一列桥墩之间水流呈现先增大后减小的趋势,左侧边壁和第四列桥墩之间水流流速呈现逐渐增大的趋势。(3)基于各工况角度接近4°,整体而言,桥墩的跨径越小,桥墩的排数越多,则沿程的水深变化越大。(4)根据几何比尺可得,当桥梁标准跨径为13m时,桥墩组之间影响大,桥墩组之间水流流速发生明显的改变;当桥梁标准跨径为20m时,桥墩组之间有一定程度的影响;当桥梁标准跨径大于30m时,桥墩组之间相互影响几乎不存在,可视为单排桥墩。(5)通过试验和数值模拟结果对比,三种工况均吻合良好,模拟和试验得到相似的结论,表明了FLUENT软件对纵向桥流场模拟等问题有很好的适用性和可靠性。