鋼箱梁斜拉橋風(fēng)參數(shù)實(shí)測與研究.pdf

1、國內(nèi)外學(xué)者對大跨徑鋼箱梁斜拉橋風(fēng)參數(shù)現(xiàn)場實(shí)測的研究較少，特別是臺(tái)風(fēng)天氣下橋址處風(fēng)特性的研究也較少。為此本文依托“十二五”交通運(yùn)輸重大科技專項(xiàng)——特大型橋梁風(fēng)、雨作用監(jiān)測與模擬技術(shù)研究之風(fēng)、雨耦合作用觀測及提取技術(shù)研究這一課題，在廈漳大橋上安裝風(fēng)壓測量系統(tǒng)，利用大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)，提取分析風(fēng)壓及風(fēng)參數(shù)數(shù)據(jù)，分析研究橋址處風(fēng)場規(guī)律，并基于CFD進(jìn)行建模分析橋梁周圍風(fēng)場繞流情況，為以后大跨徑鋼箱梁斜拉橋風(fēng)參數(shù)現(xiàn)場實(shí)測提供有用的參考。本文通過此次

2、實(shí)測及計(jì)算分析，主要得到了以下成果:
　　①本項(xiàng)目成功的開發(fā)出了一整套鋼箱梁外表面風(fēng)壓測量系統(tǒng)，包括測量系統(tǒng)原理的描述、測量系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)、測量系統(tǒng)的詳細(xì)安裝步驟、測量系統(tǒng)的調(diào)試方法。設(shè)計(jì)出的傳感器進(jìn)風(fēng)口遮擋裝置，解決了進(jìn)風(fēng)口容易受雨水侵襲及堵塞進(jìn)風(fēng)口這一難題;利用“過度坡面法”解決了風(fēng)壓管不能鑲嵌在橋梁梁體這個(gè)矛盾;同時(shí)，本文通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)給出了風(fēng)壓管參考直徑及長度，驗(yàn)證了永磁鐵對低頻電信號(hào)無明顯影響，也給出了確定初值的兩種不同的

3、方法。
　?、谕ㄟ^對現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，風(fēng)經(jīng)過橋梁梁體時(shí)會(huì)產(chǎn)生繞流效應(yīng)，為找出這一繞流效應(yīng)的規(guī)律，本文基于CFD的方法進(jìn)行數(shù)值模擬分析。通過對模型結(jié)果的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，遠(yuǎn)端來流風(fēng)速與風(fēng)速儀處的風(fēng)速之間存在一個(gè)線性的關(guān)系，遠(yuǎn)端來流風(fēng)攻角與風(fēng)速儀處的風(fēng)攻角也近似存在一個(gè)線性關(guān)系。三維風(fēng)速儀的布置高度與所測得到的風(fēng)攻角存在一個(gè)指數(shù)關(guān)系。當(dāng)風(fēng)速儀高度固定時(shí)，遠(yuǎn)端來流風(fēng)攻角與風(fēng)速儀所測風(fēng)攻角之間存在線性關(guān)系，由于兩者之間差值較大，故需要進(jìn)

4、行攻角修正;遠(yuǎn)端來流風(fēng)速與風(fēng)速儀所測風(fēng)速之間存在一個(gè)與遠(yuǎn)端來流攻角相關(guān)的一個(gè)函數(shù)關(guān)系。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)風(fēng)速大于25m/s時(shí)，風(fēng)場中迎風(fēng)側(cè)風(fēng)速儀位置處風(fēng)攻角值趨于穩(wěn)定。
　　③通過對臺(tái)風(fēng)“麥德姆(Matmo)”風(fēng)特性的分析發(fā)現(xiàn)，迎風(fēng)側(cè)風(fēng)速、風(fēng)攻角、風(fēng)向角都相對穩(wěn)定，背風(fēng)側(cè)則相對比較紊亂、波動(dòng)性大。迎風(fēng)側(cè)一般都為正攻角，背風(fēng)側(cè)一般都為負(fù)攻角，印證了第二章所闡述的風(fēng)場繞流效應(yīng)。臺(tái)風(fēng)“麥德姆(Matmo)”的紊流強(qiáng)度實(shí)測平均值為Iu=0.14

5、6、Iv=0.140、Iw=0.090（Iu∶Iv∶Iw1∶0.96∶0.62）與規(guī)范值相比偏大。兩側(cè)風(fēng)速儀所測得的紊流強(qiáng)度和陣風(fēng)系數(shù)相差較大，也說明了風(fēng)經(jīng)過橋梁梁體時(shí)風(fēng)場特性發(fā)生了明顯的變化，即風(fēng)場繞流效應(yīng)。
　?、鼙敬螌?shí)測獲得了真實(shí)可靠的鋼箱梁周圍風(fēng)壓分布規(guī)律，通過分析不同風(fēng)速、風(fēng)攻角、風(fēng)偏角情況下鋼箱梁周圍風(fēng)壓分布情況可以發(fā)現(xiàn)，在鋼箱梁斷面拐角處風(fēng)壓最為敏感，梁底檢修車軌道會(huì)造成風(fēng)壓的突變，梁底風(fēng)壓呈現(xiàn)線性變化趨勢，背風(fēng)側(cè)風(fēng)