导风栏杆参数对钢桁梁桥风车桥耦合振动影响研究

为探究导风栏杆参数对钢桁梁桥风车桥耦合振动的影响,以某典型超高墩钢桁梁桥为背景,对设置了新型导风栏杆的节段模型进行风洞试验及CFD数值模拟,得到不同导风栏杆参数及风攻角下车、桥三分力系数。在此基础上,建立风-车-桥系统空间耦合振动仿真分析模型,分析不同风速情况下不同导风栏杆间距、挡风面角度以及风攻角对车-桥系统动力响应的影响,得到最优导风栏杆参数。结果表明:随着导风栏杆间距增大,桥梁阻力系数缓慢减小,列车阻力系数呈增大趋势;随着挡风面角度的增大,桥梁三分力系数变化较小,列车阻力系数呈增大趋势;导风栏杆对桥梁三分力系数随风攻角变化的变化趋势影响较小,对列车阻力系数随风攻角变化的变化趋势影响较大;对于此类桥梁而言,导风栏杆间距为60~75 cm时挡风效果较为显著,60 cm间距导风栏杆可最大程度降低列车响应,且不显著增大桥梁响应;挡风面角度为10°~20°时挡风效果较为显著,10°挡风角的导风栏杆可以在充分发挥挡风效果的同时将列车响应控制在较低水平,且不会显著增大桥梁响应;挡风面角度相较于导风栏杆间距对车-桥系统振动影响小;导风栏杆可以有效减小3种风攻角条件下的列车脱轨系数以及-7°攻角条件下的轮重减载率,但同时也增大了-7°攻角和0°攻角条件下的轮重减载率以及桥梁中跨跨中横向位移。研究结果为进一步优化导风栏杆参数和保证列车在超高墩钢桁梁桥上安全营运提供参考。

沪昆高铁北盘江特大桥导风栏杆防风效果风洞试验研究

为满足列车在25 m/s风速下以设计速度350 km/h安全通过桥梁,以沪昆高铁北盘江特大桥为工程背景,研发一种桥梁防风装置-导风栏杆。每根导风栏杆由挡风面、导风角、通风孔、加强肋、安装孔构成,挡风面近似为一个扇形结构,上部有导风角,挡风面上部均布通风孔。每根导风栏杆以一定的间距排列,通过螺栓与下部预埋组件相连。通过风洞试验和风-车-桥耦合分析对导风栏杆进行防风效果验证。结果表明:导风栏杆的应用解决了列车在大风情况下的全速安全运行问题,同时提高了列车的乘坐舒适性。导风栏杆兼具挡风、导风、栏杆功能于一体,同时发挥了桥梁防风、行人安全防护的功能。大部分风通过带折角的倾斜导风叶片进行转向,减小了风荷载对导风栏杆的受力,同时减小主梁的受力。

云桂铁路南盘江特大桥导风栏杆研究

南盘江特大桥是云桂铁路的重点桥梁,桥址处为山区峡谷地形,峡谷瞬时最大风速达24 m/s,在最大峡谷风作用下,列车通过大桥时存在安全隐患。为减小行车时列车及大桥所承受的横向风力,发明了一种集防风和导风功能于一体的新型桥面挡风结构——导风栏杆,导风栏杆能有效减小横向风力,同时将横向风力部分转化为纵向力,减小风力对高速列车行车安全的影响。本桥的导风栏杆研究成果对类似山区峡谷强风地区高速铁路桥梁的抗风设计具有很好的参考意义。

峡谷强风地带拱桥导风栏杆设计与施工

南盘江特大桥是云桂铁路云南段的重难点控制性工程,在客货共线铁路中也是世界最大跨度的上承式钢筋混凝土拱桥,施工难度位居世界同类桥梁前列。通过从抗风效果、施工方便、成本节约等方面综合考虑,对新型导风栏杆结构进行了设计,并对其施工方法进行了阐述,为后续类似桥梁导风栏杆系统施工提供了参考。