大跨度桥梁龙卷风荷载物理模拟的关键相似参数

为识别大跨度桥梁主梁断面在龙卷风作用下的风荷载特性及其主要影响实验参数,在龙卷风风场特性模拟的基础上,基于龙卷风模拟装置和刚体模型测压实验方法,对流线型扁平钢箱主梁表面风压分布、断面三分力系数等风荷载特性进行了识别,并讨论了涡流比、高宽比等龙卷风相似参数对风荷载识别结果的影响。结果表明,桥梁主梁在模拟龙卷风作用下的风荷载特性与常规边界层风洞实验结果明显不同。高宽比对风荷载特性的影响程度远大于其对风场特性的影响。不同涡流比下,高宽比对风荷载特性的影响程度不同。高宽比和涡流比是影响桥梁主梁龙卷风荷载的关键相似参数。风荷载模拟结果及其关键相似参数的影响规律将为桥梁抗龙卷风设计提供基础气动参数数据。

开槽箱梁设置风障行车风环境模拟、试验与实测

为合理评估桥面风环境以保障行车安全,首先采用CFD方法对设置风障时开槽箱梁桥面行车风环境进行模拟,然后对西堠门大桥主梁节段模型表面局部进行风环境测试,并开展了桥面局部风环境现场实测验证,进一步对桥面风障进行优化比选,分析设置风障条件开槽箱梁桥面风环境特点,采用CFD方法对设置不同风障型式的桥面局部风场进行模拟,分析不同车道位置处风速沿高度的变化规律,量化侧风折减系数随风障类型、高度和透风率的变化规律。结果表明:所采用的CFD数值模拟方法能够准确地模拟桥面风场特性并可再现桥面的局部风速演变趋势,分析误差在3%~9%之间,满足工程应用精度需求;设置风障对桥面风速分布的阻风改善效应显著,各车道风速折减率在30%~50%之间,风障的阻风有效区域与其横杆高宽比、高度、位置及透风率密切相关,其中风障透风率是决定风速折减效果的主要影响因素;除此之外,相较于整体式箱梁,由于开槽部位对来流具有的一定的分流作用,导致开槽断面下游主梁表面风速低于上游。