山地城市橋址復(fù)雜風(fēng)場特性研究.pdf

1、十三五規(guī)劃把深入實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略放在優(yōu)先位置，大跨度橋梁的建設(shè)是必不可少的。橋址風(fēng)場特性研究歷來是橋梁抗風(fēng)問題研究中的熱點，而對山地城市橋址復(fù)雜風(fēng)場特性研究相對較少。一味的采用規(guī)范必將導(dǎo)致與實際結(jié)果出現(xiàn)偏差較大的情況，隨著CFD技術(shù)的飛速發(fā)展、風(fēng)洞實驗的產(chǎn)生，給研究缺少氣象資料的地區(qū)的學(xué)者帶來了福音。本文對復(fù)雜山地城市重慶朝天門長江大橋的橋址進(jìn)行了以下幾方面的研究:
　?、俳Y(jié)合橋梁風(fēng)工程歷史，產(chǎn)述風(fēng)對結(jié)構(gòu)的作用，以重慶朝天門長江

2、大橋橋址的風(fēng)場特性為研究對象。綜述國內(nèi)外山地風(fēng)場特性的研究現(xiàn)狀特性及成果、理論、方法。簡述了橋梁抗風(fēng)措施及脈動風(fēng)模擬的兩種方法。
　?、诮榻B了四大流體力學(xué)基本方程:連續(xù)方程、運動方程、納維斯托克斯方程以及能量守恒方程，并描述了納維斯托克斯方程四種解法的優(yōu)缺點。此外還介紹了復(fù)雜邊界層的形成機(jī)理及其特性，風(fēng)洞實驗原理的四個準(zhǔn)則:幾何相似、運動相似、動力相似、邊界條件相似。
　?、劢柚鶪oogle Earth高程提取工具獲取復(fù)雜山

3、地高程數(shù)據(jù)，經(jīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換導(dǎo)入Gambit中直接生成復(fù)雜山地地形表面。結(jié)合日本和中國抗風(fēng)規(guī)范選取合適的UDF風(fēng)剖面，對比湍流模型，選擇非平衡壁面函數(shù)及RNS湍流模型來模擬近地面流體復(fù)雜運動特性。對重慶朝天門長江大橋周圍山地地形進(jìn)行模型風(fēng)洞實驗，測得主梁至拱頂每隔20m的風(fēng)速，采用數(shù)值模擬與理論計算同風(fēng)洞實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。得出了如下結(jié)論:借用Google Earth高程提取工具輔助Gambit建立復(fù)雜山地地形具有很高的可靠性;數(shù)值模擬復(fù)雜山地