考虑雷诺数效应的斜拉索气动力试验研究

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1、第44卷第11期土木工程学报Vo1．44No．112011年11月CHINACIVILENGINEERINGJoURNALNOV．20ll考虑雷诺数效应的斜拉索气动力试验研究刘庆宽乔富贵张峰(石家庄铁道大学，河北石家庄050043)摘要：f}j于大跨度斜拉桥斜拉索的风荷载在全桥风荷载中占很大比重，因此准确掌握斜拉索的风荷载对大桥的设计_T作是十J分重要的。通过风洞试验，测试斜拉索的阻力和升力，得到力系数随雷诺数的变化规律，证实在临界雷诺数区域有平均升力的产生，其最大升力系数远大于此雷诺数时对应的

2、阻力系数，忽略升力的存在可能导致斜拉索风荷载的计算结果偏小；将阻力系数和升力系数合成为合力系数，并与规范值比较，发现只有当雷诺数超过一定数值之后，规范的算法才是安全的，雷诺数小于此值尤其是在临界雷诺数区域，合力系数比规范值超出较大。针对苏通长江公路大桥和南京长江第二大桥，利用试验结果和规范值，对斜拉索的风荷载分别进行计算分析，发现利用本文方法计算的合力并不随风速的增大单调增长，而是在一定的风速时取得极大值；利用静阵风风速计算风荷载，按桥规计算的结果在某些情况下偏小，建议规范适当考虑气动升力对斜拉

3、索风荷载的贡献。关键词：雷诺数效应；斜拉索；气动力；风洞试验中图分类号：U448．27TU311．3文献标识码：A文章编号：1000—131X(2011)11-0059-07ExperimentalstudyoncableaerodynamicforcesconsideringReynoldsnumberefectLiuQingkuanQiaoFuguiZhangFeng(ShijiazhuangTiedaoUniversity，Shijiazhuang050043，China)Abstract

4、：Asthemostpartofwindloadsonacable—stayedbridgeiscausedbythecables，itisveryimportanttomasterthewindforcesoncablesexactlyforbridgedesign．Bywindtunneltests，dragforcesandliftforcesoncablesweremeasured，andchangeofforcecoeficientwithReynoldsnumberwasobtain

5、ed．ItisfoundthatliftforceoccurredincriticalReynoldsnumberrange，andthemaximumofliftforcecoeficientismuchgreaterthandragforcecoeficientwith，thesameReynoldsnumber．SOneglectingIififorcewouldlcadtolowervalueofwindforce．Resultantforcecoe艏cientwerecombinedf

6、romdragforcecoefficientandliftforcecoeficient，andbycomparingwiththespecificationvalue，resultsindicatethatwhenReynoldsnumberisgreaterthanacertainvalue，thebridgespecificationvalueissafe，butwhenReynoldsnumberislessthanthecertainvalue，especiallyincritica

7、lReynoldsnumberrange，resultantforcecoefficientismuchgraterthanthebridgespecificationvalue．WindresultantforcecalculatedbytestresultandthebridgespecificationwerecomparedbyusingtheparametersofSutongYangtseRiverBridgeandtheNanjing2ndYangtseRiverBridge，an

8、dtheresultsindicatethatwindresultantforcenon．monotonicallyincreaseswithwindvelocity，anditobtainsthemaximalvalueinacertainwindvelocity．Bywindloadanalysisusingstaticgustvelocity，itisfoundthatinsomecasethebridgespecificationvalueofwindloadarerelativelys