强风多发地区高速公路情报板桁式门架结构抗风性能分析

作     者：孙小飞 俞吉庆 谢伟 杨璐 王淼 

作者机构：中交公路规划设计院有限公司北京市100010 中交公规土木大数据信息技术(北京)有限公司北京市100101 宁波市杭州湾大桥发展有限公司宁波市315300 

出 版 物：《公路》 (Highway)

年 卷 期：2024年第69卷第6期

页      面：237-243页

学科分类：08[工学] 082303[工学-交通运输规划与管理] 082302[工学-交通信息工程及控制] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：交通运输部跨海桥梁长期性能交通运输行业野外科学观测研究基地 

主　　题：高速公路情报发布系统 门架结构 体型系数 抗风分析 风荷载精细化取值 结构优化设计 

摘      要：通过对不同挡风率的高速公路情报发布系统门架的流体力学数值计算和有限元分析,研究了门架结构特征与其绕流特性、体型系数及杆件内力之间的内在关联。基于流体计算方法和断面绕流特性分析,探讨了典型门架结构在不同挡风率下的体型系数及风荷载取值,分析了影响门架抗风性能的多种因素。通过门架结构受力的有限元分析,针对高速公路信息发布情报板系统设备更新带来的潜在威胁,在风荷载精细化取值的基础上,给出了原有门架结构的优化方法和提升抗风安全性的策略。结果表明:近地风作用下的门架结构绕流特性较复杂,门架复杂气动外形导致其出现较复杂的漩涡和特征紊流,不同挡风率下的结构绕流和体型系数取值存在差异,规范建议值相比计算结果偏保守;风荷载是强风地区门架结构设计的主要控制荷载之一,加之高速公路情报板系统更新升级带来的荷载和气动外形改变,给原有门架结构抗风安全带来不利影响,可通过风荷载精细化取值和结构优化设计提升原有结构抗风能力,可为类似工程提供参考。