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高速铁路典型桥梁断面静力三分力系数研究
| 论文题名： | 高速铁路典型桥梁断面静力三分力系数研究 |
| 关键词： | 高速铁路;箱形梁;断面静力;数值模拟 |
| 摘要： | 随着我国轨道交通的迅速发展，高速铁路的覆盖范围越来越广，包括山区峡谷、沿海等风速较大的区域。桥梁作为高速铁路线路中重要的组成部分，其抗风性能越来越受到广大研究学者的重视。对高速铁路典型桥梁断面进行静力三分力系数研究是开展桥梁抗风设计工作的基础。通过风洞试验获取静力三分力系数具有周期长、成本高等缺点。近年来，计算流体力学(CFD)数值模拟技术为获取桥梁断面静力三分力系数提供了一种较为简便、快捷、准确、低成本的途径。 本文首先回顾了CFD技术的发展，并介绍了相应的数值计算原理。采用FLUENT软件对高速铁路常用跨度桥梁的三种典型断面（箱梁、T梁、槽梁）的静力三分力系数进行综合研究。考虑了不同湍流模型、雷诺数效应对三分力的影响，并与风洞试验的结果进行对比，以验证模型的可靠性。 针对三种桥梁断面的特点，进一步研究了断面尺寸对静力三分力的影响，运用压力云图，风速云图和表面压力分布图对其差异性进行分析，为桥梁的气动选型提供重要依据。 最后，还考虑了在桥上通行列车时，对桥梁静力三分力的影响。研究了车辆在桥上的不同位置对桥梁、车辆的三分力系数的影响。 研究表明:对高铁跨度32m简支箱梁静力三分力系数进行数值计算时采用SST k-ω湍流模型较为合理;雷诺数对高铁箱梁静力三分力系数的影响较小;小攻角(-6°～6°)工况下，T形梁的阻力系数最小，箱形梁次之，槽形梁最大，而在升力系数与扭矩系数方面，槽形梁抗风性能最佳，T形梁次之，箱形梁最差。桥梁断面的尺寸变化对其静力三分力系数影响显著;桥上不同的行车工况下桥梁及车辆本身的静力三分力系数变化明显。 |
| 作者： | 肖鸿治 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 郭薇薇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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