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桥梁建设 2016年第1期46卷 70-75页

作者：杨阳张亮亮吴波符健重庆大学土木工程学院重庆400044

针对宽体扁平钢箱梁对风作用比较敏感的情况,以寸滩长江大桥主桥[(250+880+250)m双塔单跨悬索桥,加劲梁宽高比为12]为背景,采用风洞试验和数值模拟相结合的方法对其钢箱梁气动力特性和涡振性能进行研究。通过节段模型风洞试验测试其在... 详细信息

针对宽体扁平钢箱梁对风作用比较敏感的情况,以寸滩长江大桥主桥[(250+880+250)m双塔单跨悬索桥,加劲梁宽高比为12]为背景,采用风洞试验和数值模拟相结合的方法对其钢箱梁气动力特性和涡振性能进行研究。通过节段模型风洞试验测试其在不同风速和风攻角下的静力三分力系数变化情况及0°、±3°、±5°、±7°7种风攻角下的涡振响应,并通过软件模拟加劲梁断面周围压强随风攻角的变化情况。结果表明:该宽体扁平钢箱梁在不同风速下的静力三分力系数十分接近,雷诺数对其影响较小,加劲梁断面具备气动稳定的必要条件,气动性能良好;风攻角的变化在一定程度上改变了断面迎、背风侧及上、下方压力差,导致静力三分力系数变化;该梁对风攻角变化敏感,大风攻角作用下扭转涡振响应变化幅度大于竖向响应变化幅度,更容易发生大范围大振幅涡振。

关键词：悬索桥宽体扁平钢箱梁风洞试验有限元法静力三分力系数涡振风攻角

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检修车轨道位置与导流板对扁平箱梁涡振的影响

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西南交通大学学报 2023年第3期58卷 535-545页

作者：黄林董佳慧王骑廖海黎西南交通大学风工程试验研究中心四川成都610031 西南交通大学土木工程学院四川成都610031

为研究检修车轨道位置与导流板对宽体扁平箱梁断面涡振性能的影响,以深中通道伶仃洋大桥(大跨度宽体扁平钢箱梁悬索桥)为背景,通过1∶25节段模型风洞试验测试了主梁的涡振响应,并采用计算流体动力学方法(CFD)对断面的二维流场进行了模拟... 详细信息

为研究检修车轨道位置与导流板对宽体扁平箱梁断面涡振性能的影响,以深中通道伶仃洋大桥(大跨度宽体扁平钢箱梁悬索桥)为背景,通过1∶25节段模型风洞试验测试了主梁的涡振响应,并采用计算流体动力学方法(CFD)对断面的二维流场进行了模拟.结果表明:增大检修车轨道与主梁底板边缘之间距离l能够显著提高宽体扁平钢箱梁的涡振性能,当l≥Wb/6(Wb为主梁底部宽度)时,可完全消除宽体扁平箱梁在各风攻角下的涡激振动;在检修车轨道处设置17°倾角的内侧或双侧导流板均能够显著抑制梁体的涡激振动,且抑制效果相同,当l≥Wb/10时,布置导流板可完全消除梁体的涡激振动;增大检修车轨道与主梁底板边缘之间距离以及设置导流板均是通过消除断面下游斜腹板处的尾流漩涡,从而降低梁体受到的周期性涡激力,达到抑制主梁涡振的效果.

关键词：宽体扁平钢箱梁涡激振动气动措施检修车轨道计算流体动力学(CFD) 大比例尺节段模型

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大跨度悬索桥颤振特性风洞试验研究与数值模拟

大跨度悬索桥颤振特性风洞试验研究与数值模拟

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作者：符健重庆大学

学位级别：硕士

现代大跨度悬索桥正朝着超大跨度、极度轻柔的方向发展,风致振动问题显得越来越突出。本文依托国家自然科学基金面上项目,以大跨度悬索桥——寸滩长江大桥为工程背景,采用风洞试验和CFD数值模拟两种研究方法对其颤振特性进行研究,研究... 详细信息

现代大跨度悬索桥正朝着超大跨度、极度轻柔的方向发展,风致振动问题显得越来越突出。本文依托国家自然科学基金面上项目,以大跨度悬索桥——寸滩长江大桥为工程背景,采用风洞试验和CFD数值模拟两种研究方法对其颤振特性进行研究,研究工作包括颤振导数的识别以及颤振临界风速的求解。其中寸滩长江大桥的主梁又是少见的宽高比为12的宽体式扁平钢箱梁,通过研究总结部分宽体式扁平钢箱梁的颤振特性发展规律,为今后类似的实际工程和相关研究工作提供参照。具体的研究工作包括以下内容:(1)首先是基础理论推导,包括颤振导数基本理论和计算流体动力学(CFD)基础理论,分析得到理想平板颤振导数的Theodorsen理论解,以及颤振导数的自由振动和强迫振动两种识别方法,同时说明本文所采用的FLUENT软件数值模拟计算过程以及计算模型和计算参数的选取,并推导颤振临界风速的计算方法;(2)采用FLUENT软件应用计算流体动力学的方法首先对理想平板的颤振导数进行数值计算,编制UDF程序利用动网格原理,获得竖向和扭转运动的气动力时程数据,编制MATLAB程序根据最小二乘法原理识别得到8个颤振导数,并与理想平板的Theodorsen理论解进行对比,验证数值计算程序的可行性;(3)对主梁节段模型的参数进行设计并制作风洞试验模型,在边界层风洞中进行颤振性能试验,直接对施工态和成桥态的颤振临界风速进行测定,同时采用自由振动法识别颤振导数,通过采集竖向和扭转的位移时程数据,并编制MATLAB程序根据最小二乘法原理识别主梁断面两个自由度方向的8个颤振导数;(4)同时采用FLUENT软件对主梁节段模型的颤振导数进行数值计算,分析得到颤振导数的数值计算结果,并依据Scanlan颤振临界风速计算方法求解主梁断面的颤振临界风速值,同时以宽体式扁平钢箱梁断面为基础,通过改变气动外形来研究其附属结构、不同栏杆透风率以及导流板等对颤振性能的影响,最后将CFD数值模拟和风洞试验两种方法获得的颤振导数和临界风速计算结果进行对比;(5)采用有限元软件ANSYS建立全桥三维模型,分别得到成桥状态和施工状态的动力特性,并根据计算结果对成桥状态和施工状态的颤振稳定性进行分析与评估,同时依据已有的颤振临界风速计算公式对无风攻角和有风攻角的颤振临界风速值进行估算,作为颤振稳定性验算的辅助参考指标。论文的最后总结了宽体式扁平钢箱梁断面颤振特性的研究结论,并验证了寸滩长江大桥的颤振稳定性满足要求,为实际工程的应用提供了一定参考价值。

关键词：宽体扁平钢箱梁风洞试验 CFD 颤振导数颤振临界风速

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