边坡坡度对路堤风吹雪影响研究

路堤边坡坡度是影响风吹雪区域路堤积雪的重要因素,利用现场模型试验以及流场数值模拟的方法,研究边坡坡度对路堤积雪影响规律,分析积雪形成机理。结果表明:路堤周围积雪范围与流场风速减弱区域存在较好的对应关系,但并非定量对应,用流场中风速减弱区域简单地定量判断积雪范围的方法误差较大;迎风边坡坡度的改变对路堤周围积雪分布影响较大,较缓的迎风边坡坡度将有效地减小路堤周围积雪量和积雪范围,路面更不易形成积雪,可以减小风雪流对路堤工程的危害;背风边坡坡度的改变对路堤周围积雪影响较小,路堤设计时可作为次要因素考虑;根据试验和模拟结果得出路面不易积雪的临界边坡坡度在40°和45°之间,保守起见,建议工程应用中取40°为路面不易积雪的临界边坡坡度。     

防雪栅与路基间距对路基积雪分布影响规律的数值模拟研究

防雪栅是目前道路风吹雪灾害地区主要的防护设施,该研究结合数值模拟和现场实测方法,研究防雪栅与路基的布置间距对路基周围积雪分布的影响规律,进而分析积雪堆积机理。结果表明:数值模拟结果与现场实测结果有很好的对应关系,验证了结果的正确性;随着路堤与防雪栅间距的增大,路堤两个坡脚处的风速减小区范围均呈先增大后减小的趋势。路堤表面各部分的剪切速度均呈先增大后减小又增大的趋势,透风率为60%的防雪栅与路堤的最不利组合间距为16.67倍的防雪栅高度;随着路堑与防雪栅间距的增大,路堑内部积雪不易消除,因此防雪栅对路堑的挡雪效果不佳;运用剪切速度能够清晰地判断路基表面的积雪堆积与侵蚀,建议在风吹雪灾害频发地区修建铁路前可先采用该方法对工程表面的积雪堆积与侵蚀进行预判断,可合理确定工程中防雪栅布置的位置。     

不同圆角率的方形断面气动特性的雷诺数效应

通过刚性模型测压风洞试验,在均匀流场中测试了标准方形断面及圆角率分别为0.1,0.2,0.3和0.4时的方形断面在雷诺数Re=0.8×10^5~3.8×10^5内的气动特性。结果表明:在试验雷诺数范围内,标准方形断面的平均阻力系数、平均升力系数及斯特罗哈数基本不受雷诺数的影响,但脉动升力系数受雷诺数的影响比较明显;圆角率为0.1的方形断面的平均阻力系数、平均升力系数及斯特罗哈数随雷诺数有一定变化,脉动升力系数随雷诺数的变化明显;圆角率为0.2,0.3和0.4的方形断面的平均阻力系数、平均升力系数及斯特罗哈数对雷诺数非常敏感,其在临界雷诺数附近均产生了明显的跳跃现象,但脉动升力系数受雷诺数的影响相对不大。     

缠绕螺旋线的斜拉桥斜拉索平均气动阻力特性的试验研究

通过天平测力风洞试验,在雷诺数为13×104~43×104范围内,对直径为120mm的光滑斜拉索模型和25种螺旋线斜拉索模型进行测力试验,得到了各个工况下阻力系数随雷诺数的变化规律,分析了螺旋线直径、缠绕间距对阻力系数的影响|将气动力系数按照亚临界、临界和超临界雷诺数区域进行分区,得到了各个区域内阻力系数的数值或者拟合公式|结果表明：缠绕螺旋线能减弱雷诺数效应|针对螺旋线直径相同缠绕间距不同的情况,在超临界雷诺数区阻力系数随缠绕间距的增大呈单调减小的趋势|针对缠绕间距相同螺旋线直径不同的情况,在超临界区阻力系数随螺旋线直径的增大呈单调增大的趋势|在具有抑振效果的螺旋线参数组合中,选择使得气动阻力最小的参数,可达到优化设计的目的。     

封闭形式对大跨度煤棚风荷载影响研究

煤棚属于风敏感结构,为了控制工程安全,该文进行了风荷载研究。该文通过刚性模型测压试验,分析了风向角对典型测点和分块区域体型系数和极值风压系数的影响规律,研究了全封闭状态(两端山墙)和半封闭状态(只有一端山墙)对体型系数和极值风压系数的影响规律。研究表明:与全封闭状态相比,半封闭状态下,内压对风压分布的影响程度增大,并且当开口处于迎风区,内压为正值;当开口处于背风区,内压为负值,易引起主体风荷载在某些风向角范围内产生较大力矩,将导致分块区域的极值风荷载增大。     

串列双方柱绕流的脉动压力分布与气动力研究

通过刚性模型测压风洞试验对串列双方柱在16个不同间距时的绕流进行了详细研究。双方柱的中心距L与单个方柱横断面的边长D之比L/D的变化范围为1. 2～12. 0。试验结果发现,串列双方柱的临界间距范围为3. 5≤(L/D)cr≤4. 0。在临界间距范围内,串列双方柱的绕流具有双稳态特征,同一间距下,上下游方柱均会出现两组明显不同的压力分布与气动力。通过引入干扰因子,定量地讨论了串列双方柱的脉动压力分布、脉动阻力和脉动升力随L/D的变化规律。     

线形布置双方柱平均气动力特性试验研究

为研究线形布置双方柱在不同风向角和不同间距比时的平均气动力特性,采用刚性模型测压风洞试验的方法,测试并分析了双方柱在风向角0°≤α≤90°、间距比1.2≤L/D≤8范围内的平均升阻力系数。研究表明,线形布置双方柱的平均气动力特性按照风向角可分为3类:小风向角(0°≤α≤10°)、中等风向角(10°α60°)和大风向角(60°≤α≤90°)。小风向角下,平均气动力系数在临界间距比3≤L/D≤4时存在明显的跳跃现象;中等风向角下,随间距比的增大,上游方柱的平均阻力系数先减小后增大,平均升力系数变化不大,下游方柱的平均阻力系数逐渐增大,平均升力系数逐渐减小;大风向角下,当L/D≤2时,随着间距比的增大,上游方柱的平均阻力系数逐渐减小,平均升力系数先减小后增大,下游方柱的平均阻力系数先减小后增大,平均升力系数则相反;当L/D≥2.5时,双方柱的平均气动力系数随间距比的增大变化平缓。     

斜拉桥斜拉索表面损伤状态下风致振动特性研究

斜拉桥斜拉索在生产、运输、安装和运营过程中,可能产生划痕、裂缝等损伤,研究斜拉索在表面损伤状态下的风致振动特性,对于准确评估斜拉索在其服役期内的气动稳定性能具有重要意义。通过对光滑和表面存在凹痕的斜拉索模型进行风洞测振试验,分析了雷诺数、来流风向和凹痕尺寸等参数对斜拉索风致振动特性的影响规律,并对振动状态进行了初步判断。结果表明,表面存在凹痕的斜拉索模型的振动特征随雷诺数的整体变化趋势近似于光滑模型,但存在最不利风向,在此风向下,与光滑模型相比,表面存在凹痕的斜拉索模型的风致振动不仅在较低雷诺数发生,而且振幅较大,发生振动的雷诺数区间也较宽。此外,凹痕尺寸对斜拉索模型在试验雷诺数范围内风致振动特性的影响也非常显著,但并非简单的单调关系,而是与来流风向相关。根据模型风致振动频率与Den Hartog驰振准则,初步判断此风致振动不为涡激振动,而为驰振。     

扁平流线型箱梁涡激振动及气动力特性分析

为了研究扁平流线型箱梁涡激振动及气动力特性受附属构件的影响,选取某准流线型桥梁主梁为研究对象,通过增减模型的附属构件来模拟裸梁和非裸梁2种断面,进行了不同风攻角下的风洞测压和测振试验。结果表明：扁平流线型箱梁的涡激振动特性受模型附属构件的影响较大,栏杆断面在正攻角下更易发生涡激振动;在相同攻角和风速情况下,栏杆断面存在更为明显的卓越频率,说明模型附属构件会对扁平流线型箱梁的旋涡脱落产生较大影响;扁平流线型箱梁平均风压系数受模型断面的影响较大,但脉动风压系数受模型断面和风攻角的共同影响;不同模型断面会对扁平流线型箱梁的平均三分力系数造成影响,但其变化趋势主要与风攻角有关。     

南京长江二桥南汉桥索梁锚固结构疲劳试验研究

南京长江二桥南汊桥的斜拉索与钢箱梁的锚固采用了锚箱式索梁锚固结构，其受力复杂，特别在运营活载作用下的疲劳性能值得关注。介绍了该索梁锚固结构的足尺模型疲劳试验，在理论分析和试验研究结果的基础上，分析了该索梁锚固结构在循环荷载作用下的疲劳性能，得出一些有益的结论。