大跨度斜拉橋風壓分布特性的數值模擬研究.pdf

1、風災是全球最常見和最嚴重的自然災害之一，其不僅頻繁地損壞大量的工程結構，也給人類的社會活動和日常生活造成了嚴重影響，從而導致人類社會巨大的生命和財產損失。尤其對于橋梁結構而言，因風作用下的橋梁結構發(fā)生嚴重的風毀事故屢見不鮮。當前，全球范圍內大量跨海連島工程正在規(guī)劃建設中，其標志著世界橋梁工程又一次進入了新時期。然而跨越沿海海灣、海峽的特大跨徑橋梁在我國規(guī)劃建設的橋梁中也占有很大一部分。因此，橋梁跨度的不斷加大，導致結構越來越輕柔，越來越

2、容易發(fā)生振動，尤其是由風作用引發(fā)的結構振動。風荷載成為影響橋梁結構安全的最重要控制因素之一，人們對于風作用下的橋梁安全性問題極為關注，大跨度斜拉橋的抗風亦然成為橋梁專家及學者們所需要解決的首要問題。本文在交通部西部課題及湖南省自然基金的支持下，以岳陽洞庭湖大橋為研究背景，通過現(xiàn)場實測和數值模擬技術（CFD）相結合的研究方法對大橋風場特性、大橋橋塔（主塔）及主梁跨中斷面在風載作用下的風壓分布以及氣動參數等進行研究和分析，從而為此類的大跨度

3、橋梁結構的抗風設計提供一定的參考。本文的主要工作內容如下：
　　1.利用 Matlab數值分析軟件對大橋橋位處塔頂及橋面同步采集的風速數據進行統(tǒng)計分析，得到風荷載計算所需要的平均風速剖面，?指數擬合、紊流強度及陣風因子，以此來推斷大橋橋位處地表所屬的粗糙度類別。
　　2.對橋塔進行傳壓管的鋪設、風壓數據的采集和處理，通過FLUENT前處理器Gambit建立與橋塔實際尺寸相當的三維幾何模型，對橋塔進行三維繞流的數值模擬分析，將

4、數值模擬結果與實測結果進行比較，驗證本文數值模擬方法的可靠性與可行性。在此基礎上對橋塔進行不同風速風向下的五分力系數以及橋塔塔柱間的流場干擾效應進行數值模擬，獲得了不同風速風向下的橋塔五分力系數的變化規(guī)律和其塔柱周圍風壓、流場矢量圖，并對結果進行研究和分析。
　　3.根據已有的實測橋梁斷面三分力系數，通過FLUENNT前處理器 Gambit建立與主梁斷面實際尺寸相當的二維幾何模型，在均勻流條件下，對主梁斷面進行二維繞流的數值模擬分