计算风工程在山区风环境的应用和研究

与沿海和平原地区风特性相比,山区峡谷有阵风强烈,湍流强度大等特点。本文基于FLUENT软件平台建立了刘家峡大桥桥址处区风场模型,对其周围复杂的风环境进行了数值模拟,计算出了刘家峡大桥各测点的风速及风向角,对刘家峡大桥桥址区的风特性进行较为系统的研究,初步确定了刘家峡大桥设计的相关风特性参数。

山区单悬臂廊桥结构抖振响应及等效风荷载

为研究山区风环境下悬挑式人行桥梁抖振响应及风荷载,以某单悬臂观景廊桥为背景,通过风洞试验对结构的静力三分力系数以及不同风参数下的抖振响应进行了测量,并将结构横桥向最大等效风荷载规范计算值与试验值进行比较.结果表明:山体地形对结构三分力系数及抖振响应影响较大,二者最大值均未出现在常规风向角;结构抖振响应随风速的增大而增大,受小幅风攻角的影响较小;横向抖振响应受一定程度紊流度变化的影响不敏感,但竖向及扭转响应整体随紊流度的增加呈明显增大趋势,在紊流度增大约40%的情况下二者均增大15%左右;竖向抖振响应随紊流积分尺度的增大(增幅约20%)而增大,增幅在9%左右,但积分尺度对横向抖振响应几乎无影响,对扭转响应的影响随风攻角的不同有较大差异,随着积分尺度的增大,3°攻角下扭转响应增幅约为8%,0°攻角其受积分尺度的变化影响较小;相比横桥向最大等效风荷载试验值,利用桥梁规范计算的结果偏于保守,静阵风系数的取值有待修正.

山区高墩大跨连续刚构桥的风荷载效应研究

山区的地形地貌复杂,局部风的特性与平原区相比有较大差异,连续刚构桥主梁迎风面积较大,作用在桥梁结构上的风荷载很大,而最大双悬臂状态是施工期的最不利的抗风状态,因此深入研究山区桥位风环境与风荷载是山区高墩大跨连续刚构桥悬臂施工期抗风设计的前提。本文以跨径95+190+95m、最大墩高136m的在建麻昭高速公路熊家沟特大桥实际工程为背景,分析了山区高墩大跨连续刚构桥悬臂施工期的风致响应特点,提出了悬臂施工期横桥向等效风荷载计算方法,计算了墩底横桥向剪力和弯矩,探讨了山区桥位风环境及高墩大跨连续刚构桥风效应。

某山区人行廊桥三分力系数风洞实验研究

为研究山区风环境中单悬臂悬挑式人行廊桥结构静力三分力系数,以某特殊人行桥为背景,通过风洞实验详细研究各不同工况下的结构三分力系数。实验结果表明:随着来流风偏角的变化,三分力系数变化趋势呈现明显的规律性;山区风环境下结构静力三分力系数受地形影响较大,系数最大值均未出现在常规风偏角;三分力系数大小会随风攻角的改变而变化,风攻角越大,三分力系数值越大;结构不同位置处的三分力系数在体轴系相同方向上变化趋势一致。

矮寨特大桥钢桁梁悬索桥颤振稳定性能研究

以湖南湘西矮寨特大桥建设方案为依托,通过风洞试验详细研究了该桥的颤振稳定性能,以确保该桥的抗风稳定性和安全性。试验基于比例为1∶500的桥址山区地形模型,研究了桥位处的风环境特性,通过弹性悬挂节段模型试验测试了主梁断面的颤振稳定性,并对主梁断面进行了气动性能优化且考察了人行观光通道对其颤振性能的影响。结果表明:原设计断面颤振临界风速远不能满足要求,通过适当地布置桥面板中央开槽、中央竖直稳定板等多种可能的气动措施能够改善主梁的颤振稳定性,最终确定采用方便有效的封槽并设置上下中央稳定板的气动措施方案。主梁加设行人观光通道后,观光通道的宽度等参数可能会对主梁的颤振稳定性产生不利影响。