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典型峡谷平均风速分布特性及跨谷管道悬索桥静风稳定性分析
| 论文题名： | 典型峡谷平均风速分布特性及跨谷管道悬索桥静风稳定性分析 |
| 关键词： | 峡谷风;数值模拟;静风稳定性;管道悬索桥;平均风速;分布特性 |
| 摘要： | 山区交通建设需要建造众多跨越峡谷的桥梁，进行跨谷桥梁抗风设计时，需要研究谷内风速分布特性及其对桥梁抗风性能的影响。 本文采用计算流体力学对峡谷地形风场数值模拟研究，通过建立不同类型的简化峡谷模型，探究峡谷内平均风速的分布特性，总结了峡谷风在“狭管效应”作用下，风速在水平方向、高度方向以及沿峡谷方向的变化规律;采用峡谷风场测量与渠道流速分布研究成果，对本文数值模拟峡谷风速分布规律进行验证。 静风稳定性问题是悬索桥抗风设计的重要内容之一，本文基于峡谷风场的研究，拟合出峡谷内桥跨方向的平均风速分布曲线，采用不均匀风速对某管道悬索桥进行静风稳定性分析，探究不同风速分布形式对悬索桥静风稳定性的影响。同时，论文对比了抗风索对该管道悬索桥静风稳定性的影响。 本文研究表明，气流流经峡谷会产生风速放大现象，在水平方向上，从峡谷侧壁至峡谷中部，风速会随着摩擦作用的减弱迅速增大，风速在达到一个极大值后会进入一个变化相对缓和的阶段;在高度方向上，风速由谷底开始增大，在峡谷2/3高度位置附近达到一个最大值，随后沿高度方向降低;沿峡谷方向，风速的放大现象逐渐减弱，并趋于缓和。风速进入峡谷内弯曲段时，地形的改变会导致气流变向，同时横向方向风速的不均匀性增加。 关于桥梁静风稳定性分析，在不同风速分布形式作用下，管道悬索桥的结构静风失稳临界风速发生改变。在桥跨方向风速平均值相同的情况下，跨中风速大于两侧风速的分布形式更易导致结构发生静风失稳现象。结果还表明，抗风索能有效降低管道悬索桥结构位移，极大提高其静风稳定性。 |
| 作者： | 张忠义 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 廖海黎 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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