山區(qū)峽谷橋址處風(fēng)場特性實測研究與數(shù)值模擬.pdf

1、隨著西部戰(zhàn)略的逐步實施，在中西部山區(qū)峽谷地區(qū)將有越來越多的大跨度柔性橋梁被修建，為了保證此類橋梁的順利建造和正常的運營，準(zhǔn)確的風(fēng)荷載輸入是大跨度柔性橋梁抗風(fēng)設(shè)計的先決條件。但是，山區(qū)峽谷地區(qū)地勢崎嶇、環(huán)境復(fù)雜，風(fēng)場特性各項參數(shù)很難確定，現(xiàn)行橋梁抗風(fēng)規(guī)范中關(guān)于峽谷地形條件下的風(fēng)場特性也沒有詳細(xì)的規(guī)定。因此，對山區(qū)峽谷風(fēng)場特性的研究是非常有必要的。
　　本文依托交通部西部課題重大專項“特大型橋梁風(fēng)雨作用監(jiān)測與模擬技術(shù)研究”，對澧水大橋

2、橋位處風(fēng)場特性進(jìn)行了如下研究:
　　1、在澧水大橋上建立了橋位處山區(qū)峽谷風(fēng)環(huán)境的實時監(jiān)測系統(tǒng)，對橋址峽谷風(fēng)場特性進(jìn)行了真實、有效的記錄。分析得到了包括平均風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)速剖面、風(fēng)攻角等在內(nèi)的峽谷風(fēng)場平均風(fēng)特性以及湍流度、陣風(fēng)因子、湍流功率譜密度等在內(nèi)的脈動風(fēng)特性。并對各項特征參數(shù)的相關(guān)性進(jìn)行了擬合。澧水大橋橋位處風(fēng)場受山區(qū)峽谷地形的影響，其三維特性比較顯著。研究結(jié)果表明:由于澧水大橋峽谷呈彎曲狀，主要來流風(fēng)場并沒有發(fā)生穿流形成明顯

3、的峽谷效應(yīng);風(fēng)攻角范圍分布在-9°和+7°之間，波動較大;湍流度與規(guī)范中D類地表規(guī)定值接近。
　　2、利用數(shù)值模擬技術(shù)與逆向工程軟件結(jié)合，建立了橋址處峽谷真實地形的大范圍CFD模型生成方法，對橋址峽谷地形風(fēng)場特性進(jìn)行了CFD數(shù)值模擬。得到了完整模擬真實地形的技術(shù)路線以及比較合理的入口邊界條件。研究表明單一的指數(shù)率風(fēng)剖面并不滿足峽谷地形風(fēng)速隨高度變化規(guī)律，風(fēng)攻角分布超出設(shè)計考慮范圍等結(jié)論，與實測結(jié)果形成對比。
　　3、為了獲得