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侧风下典型车辆气动力系数及桥塔和主梁干扰效应研究
| 论文题名： | 侧风下典型车辆气动力系数及桥塔和主梁干扰效应研究 |
| 关键词： | 桥梁工程;车桥耦合;气动导纳;桥塔应力 |
| 摘要： | 车辆在地面和桥而上尤其是桥塔附近区域的气动力系数是关系到车辆行车安全性和舒适性的重要参数，目前关于风车桥耦合系统的理论和试验研究缺乏车辆于地面上和桥面上的气动力系数的试验结果。在目前海湾大桥建设的新时期，车辆气动力系数识别的风洞试验研究更加的紧迫和必要。本文以象山港大桥为桥梁背景，选取了具有代表意义的四种典型车辆形式：Baker拖车、曼牌货车、双层巴士、小汽车，进行了四种模型的风洞试验研究。主要工作包括： ⑴综合前人的实验方法和实验结果的优缺点，设计了天平固定，桥塔移动的新的实验机构，并为此设计了相应的天平和模型的连接机构，制作了1：25的大比例轻质模型，为进行紊流场试验奠定了基础。 ⑵进行了典型车辆位于地面上均匀流场和紊流场中的测力实验。得到了典型车辆位于地面上的六分力系数、气动力系数谱和气动导纳。对比分析了不同攻角下的六分力系数、气动力系数谱和气动导纳的变化。 ⑶以象山港大桥为桥梁背景，建立了1：25的大比例主梁和桥塔节段模型，在TJ—3风洞进行了均匀流场中，针对四个不同车道、车辆与桥塔五个相对位置的测力实验。对比分析了不同车道，与桥塔各个相对位置的车辆六分力系数的变化情况，分析了六分力系数变化对于行车安全性和舒适性的影响。 ⑷结合象山港大桥1：25比例主梁模型，利用矩形尖劈，在TJ—3风洞进行了紊流场中典型车辆的测力试验。通过分析试验结果，对比分析了不同车道，不同偏角对于气动力系数谱和气动导纳的影响。 ⑸对比分析了地面上和桥面上典型车辆对于不同风偏角下的气动力系数和气动导纳。 ⑹利用实验结果，对典型车辆在桥面上和地面上的行车安全性进行了初步的探索和分析。主要研究探讨了平均风和瞬时风对于典型车辆抗侧倾和侧滑性能的影响。建立了平均风和考虑瞬时风效应下的侧倾和侧滑安全准则。对桥塔区域典型车辆气动力系数的随时间的变化及其对行车安全性的影响进行了研究。 ⑺研究表明：发现了侧风作用下车辆气动升力系数较大，将对于车辆行驶的舒适性和安全性产生显著影响；发现车辆气动导纳随频率增大而下降的趋势不明显，在大多数情况下基本保持不变，有时反而有增大的趋势。 |
| 作者： | 李磊 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 朱乐东;郭震山 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 同济大学土木工程学院 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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