横风下公铁两用双层钢桁梁桥中汽车气动特性风洞试验

为了评估车辆在大风中位于双层公铁桁架桥时的行车安全性,采用风洞测试来获取横风作用下双层公铁桁架桥和车辆的相互气动特性。以公铁两用双层桁架和双层客车为研究对象,设计并制作了1∶50几何缩尺比的桥梁和车辆刚性测压模型,公铁两用双层桥桥上共分布有6个汽车车道,桥内共计2个列车车道和4个汽车车道,中间2个为列车车道,其两侧各有2个汽车车道。通过风洞试验测试了汽车-桥组合工况下车辆表面风压分布,分析了双层桁架桥梁桥内桥面上车道横向距离对汽车气动特性的影响,并进一步分析汽车表面的风压系数分布,以探究汽车气动力系数变化机理。研究结果表明:公铁两用双层桁架梁桥中横向车道距离的改变对汽车的侧向力系数和升力系数均有较大影响,其次是偏转力矩系数和翻滚力矩系数,但对汽车阻力系数和俯仰力矩系数影响较小,且具有一定离散性;由于风-隧道效应,双层桁架桥桥内双层客车的侧力系数总是大于静止在桥面上时双层客车的侧力系数;由于双层客车的偏转力矩是侧力作用的结果,故其变化规律与侧力系数相同;侧力系数主要受迎风侧来流大小决定,桥内客车侧力系数总是大于桥上客车侧力系数;双层客车在桁架桥桥上的升力系数大于桥内升力系数。