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不同规模地形模型对某山区桥梁设计风特性确定的影响

刘黎阳 张志田 汪志雄 汪磊

刘黎阳, 张志田, 汪志雄, 等. 不同规模地形模型对某山区桥梁设计风特性确定的影响[J]. 实验流体力学, 2018, 32(6): 49-54. doi: 10.11729/syltlx20170140
引用本文: 刘黎阳, 张志田, 汪志雄, 等. 不同规模地形模型对某山区桥梁设计风特性确定的影响[J]. 实验流体力学, 2018, 32(6): 49-54. doi: 10.11729/syltlx20170140
Liu Liyang, Zhang Zhitian, Wang Zhixiong, et al. Scope effects of terrain models on wind properties design of a bridge located at mountainous area[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2018, 32(6): 49-54. doi: 10.11729/syltlx20170140
Citation: Liu Liyang, Zhang Zhitian, Wang Zhixiong, et al. Scope effects of terrain models on wind properties design of a bridge located at mountainous area[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2018, 32(6): 49-54. doi: 10.11729/syltlx20170140

不同规模地形模型对某山区桥梁设计风特性确定的影响

doi: 10.11729/syltlx20170140
基金项目: 

国家自然科学基金项目 51578233

国家自然科学基金项目 51178182

详细信息
    作者简介:

    刘黎阳(1982-), 男, 湖南郴州人, 高级工程师。研究方向:桥梁结构设计。通信地址:云南省昆明市前兴路37号云南省交通投资建设集团有限公司(650228)。E-mail:25183924@qq.com

    通讯作者:

    张志田, E-mail:zhangzhitian@hnu.edu.cn

  • 中图分类号: O335

Scope effects of terrain models on wind properties design of a bridge located at mountainous area

  • 摘要: 围绕某跨深切峡谷桥梁的设计风参数,按缩尺比1:1000的比例制作了4组不同规模的地形模型并展开风洞试验。与4组模型相对应的实际地形的投影面积分别为25、20、9和1km2。模型的地形跨度用峡谷的特征尺度进行了无量纲化。试验测试了沿峡谷走向的东南方向(SE)风向下桥址的平均风速分布、平均风迎角以及湍流特性。研究结果表明,对于桥位平均风速以及平均风迎角特性,从桥位往SE方向地形的无量纲跨度大于2.2后已足以得到稳定的测试结果;对于桥面高度处的湍流度,实际面积大于20km2、从桥位往SE方向地形的无量纲跨度大于3.7后的模型才能得到较稳定的测试结果。而对于湍流度剖面4组模型各不相同,没有收敛迹象,表明模型规模还不足以形成稳定结果。山区桥梁抗风研究中已广泛采用地形模型试验法,本文的试验研究结果定性表明地形模型规模的选取须审慎对待。
  • 图  1  某悬索桥立面设计方案

    Figure  1.  The designing scheme of the suspension bridge concerned

    图  2  4组不同地形模型的规模

    Figure  2.  Scopes of the 4 terrain models

    图  3  风洞中的4组地形模型

    Figure  3.  The 4 terrain models in wind tunnel

    图  4  地形模型的无量纲尺度

    Figure  4.  Dimensionless spans of the terrain models

    图  5  来流风场模拟

    Figure  5.  Simulation of the incoming wind field

    图  6  来流平均风及湍流度剖面

    Figure  6.  The mean wind and turbulence intensity profiles of the incoming flow

    图  7  眼镜蛇探头布置

    Figure  7.  Layout of the cobra-probes

    图  8  左桥塔处归一化风速剖面

    Figure  8.  Dimensionless wind profiles at left tower

    图  9  主要控制点的归一化风速

    Figure  9.  Dimensionless wind speed at key locations

    图  10  主要控制点的平均风迎角

    Figure  10.  Mean wind angles of attack at key locations

    图  11  左桥塔位置处湍流度剖面Iuu

    Figure  11.  Iuu profiles at location of left tower

    图  12  各控制点湍流度

    Figure  12.  Turbulence intensities at key locations

    图  13  脉动风功率谱

    Figure  13.  Power spectra of turbulence

    表  1  4组模型的地形跨度

    Table  1.   Terrain spans in the 4 models

    模型规模 A B C D
    南北方向跨度/km 5.0 5.0 3.0 1.0
    东西方向跨度/km 5.0 4.0 3.0 1.0
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-10-31
  • 修回日期:  2018-10-30
  • 刊出日期:  2018-12-25

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    《实验流体力学》编辑部

    2021年8月13日