利用数值模拟方法探究风屏障参数对流线型桥梁气动特性的影响;分析风屏障对不同桥型气动特性的影响并进行横向对比;讨论风屏障的透风率对车桥系统的气动特性以及流场的影响,通过分析车桥的三分力系数、压力云图、速度流线图、车桥表面风压分布以及风剖面等特征,揭示风屏障对车桥系统气动特性的影响机理。研究结果表明:风屏障能降低主梁上方的流速,从而减小列车的阻力和力矩,但同时也增加了桥的阻力,因此,安装风屏障可提高列车的行驶安全性但不利于桥梁抗风;针对流线型主梁断面,当风屏障高度为3 m且透风率为30%时为最优组合,此时车桥系统的阻力系数可达到最小值1.33;风屏障对不同桥型的遮蔽效应不同,相同的风屏障遮蔽效应对流线型主梁断面的影响远大于对钝体主梁断面的影响。

针对风雨耦合作用下高速列车的气动特性问题,在大气边界层风洞中搭建风雨耦合作用试验系统,以CRH2型列车为研究对象,开展高速列车在风雨环境下的静风荷载试验;分析列车在风雨耦合作用下的气动力系数,探明不同风偏角时降雨强度对列车头车和中车气动力系数的影响规律。研究结果表明降雨对列车头车和中车气动力系数的影响不容忽视,降雨强度越大,对气动力系数的影响越显著;降雨增大头车和中车的阻力系数,在一定程度上增大侧偏力矩系数,降低侧力系数、升力系数与俯仰力矩系数,对倾覆力矩系数影响较小;在不同风偏角时,列车气动特性受降雨强度的影响程度不同,头车气动力系数在风偏角为60°时受降雨影响较大,中车阻力系数在风偏角为20°时受降雨影响较大,其余各气动力系数在风偏角为60°时受降雨影响较大。

目前,下承式钢桁梁在高速铁路大跨度桥梁中的应用越来越广泛,但因其列车在横风作用下与主梁之间气动干扰较大,现有列车气动导纳结果并不适用。为了研究车桥不同组合方式和紊流特征参数对列车气动导纳的影响,以一座典型大跨度下承式四线钢桁斜拉桥为研究背景,利用车桥测力、测压以及脉动风速同步测量系统,在3类格栅紊流场内对车桥耦合工况进行风洞试验。同步采集风压和风速时程数据,利用自谱-交叉谱综合最小二乘法和Sears函数识别列车气动导纳,并采用计算效率更快和识别精度更高的遗传算法进行求解。研究结果表明遗传算法可以对自谱-交叉谱总体最小二乘法取得良好的计算结果,不同风攻角下列车气动导纳u分量变化不明显,而w分量具有明显差别。同时Sears函数在高频区与列车气动导纳具有一定的相似性,但模值偏小;除此之外,紊流度和紊...

潭州大桥主桥为314m独塔双索面斜拉桥，主梁采用半开口分离双箱断面钢箱梁结构，为研究该桥特殊主梁断面的风致振动问题，提出有效的控制措施，通过制作该桥主梁节段1∶40缩尺模型进行一系列风洞试验，研究分析了主梁半开口分离双箱梁断面的涡激共振响应特性、漩涡脱落原因及其气动优化措施等。结果表明:半开口分离双箱梁断面在+3°风攻角下发生大幅竖弯涡振，振幅超过公路桥梁抗风设计规范的限值;来流上游侧人行道墙式防撞护栏是导致涡激振动发生的最主要原因，检修车轨道和检修道栏杆对竖弯涡振起放大作用;设置检修车轨道遮风板可以一定程度降低涡振振幅，但作用有限。使用高透风率的钢结构人行道防撞护栏能够有效降低竖弯涡振振幅，可满足桥梁抗风设计规范的要求。

早期铁路桥梁由于跨度小、刚度大,对风不敏感,致使铁路桥梁抗风标准相对比较滞后。但随着中国高速铁路的快速发展,桥梁及大跨度桥梁越来越多,列车速度越来越高,对风越来越敏感,亟需针对铁路桥梁特点建立自身的抗风设计标准。本文从铁路桥梁风速参数、气动干扰效应、风致振动振幅限值和桥上行车安全保障等方面进行探讨,对铁路桥梁相关抗风设计标准制定研究具有指导意义和参考价值。

公铁同层桥梁桥面一般设置较宽,列车轨道在桥面有多种布置方式,横风作用下列车在桥面位置的不同势必会引起车桥结构周围流场的变化,进而导致其横风作用受力的不同.文中以金海大桥为背景,基于风洞试验,研究了公铁同层桥上列车横向布置为对车桥系统气动特性的影响规律,确定了列车轨道最优布置方案.

为研究由列车高速通过全封闭声屏障时诱发的气动效应,探究断面面积对声屏障风压荷载的影响,基于计算流体力学软件FLUENT,以某时速350 km/h高速铁路全封闭声屏障为研究对象,对高速列车通过不同净空面积的全封闭声屏障过程进行数值模拟,分别从气压波传播规律、声屏障气动荷载变化规律以及典型截面各测点压力分布3个方面开展研究。模拟结果验证了声屏障内气压波的传播规律与隧道结构类似,获得了全封闭声屏障气动压力极值随断面面积变化的关系曲线,发现同一截面风压在环向存在明显不对称分布。本文研究成果可为全封闭式声屏障结构设计提供理论依据。