基于CFD模拟的大跨度桥梁静风稳定性风偏角影响分析.pdf

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1、第30卷第lO期2013年10月公路交通科技JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentV01．30No．100ct．2013doi：10．3969／j．issn．1002-0268．2013．10．014基于CFD模拟的大跨度桥梁静风稳定性风偏角影响分析张征文1’2(1．长安大学公路学院，陕西西安710064；2．浙江交通职业技术学院，浙江杭州311112)摘要：既有研究表明，大跨度桥梁的最不利荷栽工况不总是出现在法向风下，而是出现在小偏角斜风下。通过平均风分解法和斜风下节段模型试验，可以考虑风偏

2、角对桥梁静风稳定性的影响。但前者无法计入斜风下主梁断面气动外形改变带来的影响，后者试验装置复杂且必须依托风洞实验室开展风洞试验。基于CFD模拟，可以取得不同风偏角下的苏通大桥主梁断面三分力系数，经坐标系变换换算为法向风下的五分力系数，并在此基础上对不同风偏角下的苏通大桥静风失稳临界风速进行了计算。计算结果显示：0。初始风攻角下主梁气动外形较好，随风偏角增大静风失稳临界风速不断增大；3。初始风攻角下主梁气动外形较差，最低静风失稳临界风速出现在50风偏角下。这与既有的研究结论相符合，同时也验证了本文方法的正确性。关键词：桥梁工程；大跨度桥梁；CFD；三分力系数；风偏角

3、；静风稳定性中图分类号：U448．431+。3文献标识码：A文章编号：1002～0268(2013)10—0074—06AnalysisofInfluenceofWindageYawAngleofAerostaticStabilityonLongSpanBridgeBasedonCFDSimulationZHANGZheng-wenl，2(1．SchoolofHighway，Chang'anUniversity，Xi'anShaanxi710064，China；2．ZhejiangInstituteofCommunications，HangzhouZhoiang3

4、11112，China)Abstract：Theexistingresearchshowsthatthemostdisadvantageloadconditionisnotalwaysoccurringatthenormalwind，butratherthesmallwindageyawanglesituation．Usingmeanwinddecompositionmethodandsectionmodeltestunderyawwind，theinfluenceofwindageyawangleontheaerostaticstabilitycanbetake

5、nintoconsideration．However，theformercannottakethechangingofbridgedeck’Saerodynamicconfigurationunderyawwindintoaccount，andthetestequipmentforthelatterseemstobetoocomplexandwindtunneltestwillbeindispensable．BasedonCFDsimulationtechnology，theaerodynamiccoefficientofSutongBridge’Sdeckund

6、erdifferentwindageyawanglesisobtainedatfirst．Then，throughcoordinatesystemtransformation，thethreecomponentaerodynamiccoefficientistransferredtofivecomponentaerodynamiccoefficientinthenormalwindcoordinatesystem．Onthisbasis，thecalculationofSutongBridge’Scriticalwindspeedunderdifferentwin

7、dageyawanglesisconducted．Thecalculationresultshowsthat(1)under0。initialattackangle，thebridgedeck’Saerodynamicconfigurationisbetter，SOthecriticalwindspeedincreaseswiththeincreasingofwindageyawangle；(2)under+3oinitialattackangle，thebridgedeck’Saerodynamicconfigurationispoor，andthelowest

8、criti