不同风障形式下桥梁断面行车风环境及颤振性能-哈尔滨工业大学学报.PDF

第４９卷　 第３期 哈　 尔　 滨　 工　 业　 大　 学　 学　 报 Ｖｏｌ４９ Ｎｏ３ 　 　 ２０ １７年３月 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＡＲＢＩＮ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｍａｒ． ２０１７ ＤＯＩ：１０．１１９１８／ ｊ．ｉｓｓｎ．０３６７⁃６２３４．２０１７．０３．０１６ 　 　 　 　 　 　 不同风障形式下桥梁断面行车风环境及颤振性能 夏锦林，李　 珂，葛耀君，曹丰产 （土木工程防灾国家重点实验室（同济大学），上海 ２０００９２） 摘　 要：为研究不同形式风障下的桥面风环境和结构颤振性能，以主跨为９１８ｍ 的单箱悬索桥为对象，首先结合ＣＦＤ数值模 拟，比较３种风障下风速剖面及侧风折减系数的变化规律，进一步选取带椭圆形风障的主梁断面和无风障的原始断面开展节 段模型颤振和测力风洞试验，分别对比研究风障对颤振临界风速和静力三分力系数的影响，最后借助二维三自由度方法分析 设置风障前后的颤振发散驱动的变化． 结果表明：设置风障能有效地降低行车高度内的平均风速，改善桥面风环境；在对比方 案中，矩形断面的侧风折减效果最佳，而椭圆形风障对于侧风的折减效果可接受，且阻力系数小于其他形式；设置椭圆形风障 后断面的阻力系数较原始断面提高明显，颤振临界风速小幅度的提高，断面颤振发散机理发生显著变化． 关键词：风障形式；侧风折减系数；风洞试验；颤振性能；三分力系数；二维三自由度方法 － － － 中图分类号：Ｕ４４１．３；Ｖ２１１．７ 文献标志码：Ａ 文章编号：０３６７ ６２３４（２０１７）０３ ００９８ ０８ Ｃｒｏｓｓｗｉｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ ｆｌｕｔｔｅｒ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅ ｄｅｃｋ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗｉｎｄ ｂａｒｒｉｅｒｓ ＸＩＡ Ｊｉｎｌｉｎ，ＬＩ Ｋｅ，ＧＥ Ｙａｏｊｕｎ，ＣＡＯ Ｆｅｎｇｃｈａｎ （Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｄｉｓａｓｔｅｒ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ （Ｔｏｎｇｊｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ），Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｃｒｏｓｓｗｉｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ ｆｌｕｔｔｅｒ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅ ｄｅｃｋ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗｉｎｄ ｂａｒｒｉｅｒｓ，ａ ｓｉｎｇｌｅ⁃ｂｏｘ⁃ｇｉｒｄｅｒ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｂｒｉｄｇｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｓｐａｎ ｏｆ ９１８ ｍ ｗａｓ ｍｏｄｅｌｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ＣＦＤ． Ｔｈｅ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ｐｒｏｆｉｌｅｓ ａｎｄ ｃｒｏｓｓｗｉｎｄ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒｓ ｗｉｔｈ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｗｉｎｄ ｂａｒｒｉｅｒｓ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ． Ｔｈｅｎ，ｔｈｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｆｌｕｔｔｅｒ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄｓ ａｎｄ ｔｈｒｅｅ⁃ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｆｏｒｃｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｗｉｔｈ ａｎｄ ｗｉｔｈｏｕｔ ｔｈｅ ｓｕｐｅｒｉｏｒ ｗｉｎｄ ｂａｒｒｉｅｒ （ｅｌｌｉｐｔｉｃ⁃ ｓｈａｐｅｄ）ｗｅｒｅ ｔｅｓｔｅｄ ｉｎ ｓｅｃｔｉｏｎａｌ ｍｏｄｅｌ ｗｉｎｄ ｔｕｎｎｅｌ ｔｅｓｔｓ． Ｔｈｅ ｄｉｖｅｒｇｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｆｏｒ ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｓｅｃｔｉｏｎｓ ｗａｓ － ｓｔｕｄｉｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ２ｄ ３ＤＯＦｍｅｔｈｏｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓ