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原文传递大跨度桥梁塔区行车风环境研究

论文题名：	大跨度桥梁塔区行车风环境研究
关键词：	独柱式桥塔;结构分析;风环境;分布规律;数值模拟
摘要：	跨海大桥常处于不利的风环境中，桥面设计风速大，其桥塔结构周围流场还存在分布不均匀等问题，因此汽车在桥面行驶过程中难免受到侧风的影响。在强侧风（桥面）和强突变风（桥塔区域）作用下，车辆可能发生侧滑、侧翻等问题，同时在上下坡道、顺逆风向的强风也可能使驱动或制动力不足，影响车辆的安全行驶。　　风经过桥塔后产生分离，经过桥塔两侧的绕流加速作用后将被放大，汽车从正常风速区进入桥塔，将经历风速放大区进入桥塔区域，然后经另一侧风速放大区再出桥塔，在该过程中风速变化十分剧烈，对行车安全性有很大威胁。若是采用中央独柱式桥塔结构，风从不同方向来流还会对桥塔两侧的车道产生不同的影响，所以风偏角及风攻角的变化，对风环境的影响也不容忽视。针对以上问题，本文以杭州湾第二通道嘉绍大桥塔区行车风环境为研究背景（其桥塔形式为方形独柱式桥塔），并在以下几个方面进行了相关的研究工作: 　　1.利用三维数值模拟(CFD)方法模拟研究桥塔区域内风速的变化情况，根据计算结果，可获得不同风攻角条件下塔区绕流流场的三维分布，并在此基础上，初步分析了嘉绍大桥塔区行车风环境的分布规律。　　2.利用风洞试验的研究手段，开展了以桥塔为中心的1∶20桥塔—主梁大尺度刚性模型行车风环境风场分布特性测试，得到了桥面行车区间内相应测点的风速空间分布，确定了桥塔对桥面行车风环境的影响范围以及对桥塔区域内不同位置的影响程度，获得了不同风攻角和风偏角作用下桥面行车风环境的分布规律。　　3.根据桥塔区域三维数值模拟计算与风洞试验研究取得的成果，在桥塔两侧增设风屏障，对比增设措施前后桥面风场的变化情况，检验了防风措施的可行性和有效性，并对风屏障的设置进行了深入优化。　　4.对本文内容进行了归纳总结，得出了一些结论并提出需要注意的事项和不足之处，指出了研究中有待解决的问题。
作者：	曾加东
专业：	建筑与土木工程
导师：	李明水
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文