【摘要】：由于橋梁常處于山谷中或是海面上,因而橋面上的風場較為復雜,臺風、龍卷風、雷暴等災害性天氣時有發(fā)生,而這些天氣都會伴有強風,由于橋梁相對位置較高,橋面上受到的側風比地面或是海平面要大很多。因此橋梁側風很可能影響車輛行駛安全,引起事故。故對于橋面行車風環(huán)境的研究具有十分重要的意義。本文首先分析已有文獻對橋梁側風的研究成果,在此基礎上開展橋梁側風安全研究,通過對比各種現(xiàn)有車型,選取了幾類較為典型的車型作為研究對象,對車型的氣動力參數(shù)進行了相關分析,同時研究不同橋梁坡道、彎道參數(shù)、附著率等相關參數(shù),選取合適的模擬數(shù)值,然后根據選取的相關參數(shù)分析了車輛在橋面發(fā)生側滑與側傾兩種情況下的受力,給出了兩種狀態(tài)的界定條件。之后分析風障結構對橋面風環(huán)境與氣動力的影響,運用流體力學軟件對橋面風環(huán)境進行了數(shù)值模擬。研究了風障透風率、風障條數(shù)量和風障條外形對橋面風速影響系數(shù)和橋梁氣動力的影響,研究發(fā)現(xiàn)隨著風障高度的增大,橋梁結構的阻力系數(shù)呈遞增趨勢,升力系數(shù)呈負的增大趨勢。通過對主梁斷面橋面繞流進行了數(shù)值模擬,并對橋面風場進行統(tǒng)計分析,從而得到橋梁橋面上的行車風環(huán)境狀況,確定山區(qū)公路橋梁安全行車的橋面風速范圍,之后利用風障與橋梁風環(huán)境的數(shù)值模擬結果,進行了橋梁風環(huán)境的風洞試驗。通過試驗獲得各種工況下的車輛氣動力參數(shù),進而對不同風障設置下的安全行車風速進行了對比分析。文章研究結果對于橋梁行車安全管理具有一定的參考意義,同時對于風障的相關研究結論可以為橋梁風障的設置與選取提供參考,保障公路橋梁行車安全,提高道路交通的安全運營水平。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U492.84;U447
【圖文】：

圖 2.1 車輛側風受力分析車輛中心為坐標原點，建立三維坐標軸如圖 2.1，行駛中的車輛從受力，車輛的受到的側向風力為 F，將 F 在空間坐標系中分解可以得到三個LF 、sF ，分別沿 X 負軸、Y 軸正向、Z 軸正向，同時考慮空氣力矩，矩分解得到三個分力，從而得到車輛的氣動力六分量，詳見表 2.1.表 2.1 汽車六分量氣動力系數(shù)DC 阻力系數(shù)2D / (1 / 2 U A)SC 側力系數(shù)2S / (1 / 2 U A)LC 升力系數(shù)2L / (1 / 2 U A)

圖 2.2 彎道中側風作用下的車輛受力圖由圖中可以看出，車輛遇到的側風為windU ，車輛的側向氣動力 FS與側向氣系數(shù)SC 、車輛的行車速度carU 和當時側風風速windU 相關。假設自然風為U ，如圖所示，自然風速與行車速度夾角為 ，將車速與風速合成后得到絕對風風向角如下22windcarU U U...................................... (2.tan(/)1windcarUU ...................................(2.相關文獻研究顯示，側風影響的車輛側向氣動力系數(shù)與汽車的車身外形相關與風向角的角度正比關系，因此可以設其比例參數(shù)為csk ，可以得到氣動力系風向角的關系如下： Ck........................................... (2.

吉林大學碩士學位論文2 21( )2R RM wind carM AC U U L......................... (2.12)2 2/ 21( )( o2) c sL L wind carM AC U UB .................. (2.13)( / 2 ta n / 2)GM mg B H........................... (2.14)

【參考文獻】

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5 李杰;張U

本文編號：2759029