栏杆对景区人行悬索桥主梁涡振性能影响研究

作者

李玉学胡志勇董阳赵莉
单位

石家庄铁道大学土木工程学院河北省风工程与风能利用工程技术创新中心石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室河北劳动关系职业学院
摘要

为研究桥面栏杆对主梁涡振性能的影响，以国内某座宽跨比为0.028 4的景区人行悬索桥为工程背景，采用CFD数值模拟方法分别对有栏杆、无栏杆主梁的涡振响应特性进行分析计算，并针对桥面栏杆的栏杆形式、不同透风率对主梁涡振特性的影响规律进行分析总结。在此基础上，从涡脱演化形式、风压系数分布揭示其对主梁涡振性能的影响机理。研究结果表明，设置栏杆后，主梁的最大涡振幅值达到无栏杆主梁的2.2倍；增大栏杆弧度会引起主梁涡振幅值增大，但增大栏杆透风率可以有效降低主梁涡振幅值；相较于无栏杆，有栏杆主梁上表面形成的漩涡尺度更大、数量更多，平均风压系数和脉动风压系数曲线均出现较大波动，这种较大波动在一定程度上说明了设置栏杆后主梁涡振幅值增大的原因。
关键词

景区人行悬索桥桥面栏杆涡振特性涡脱演化栏杆透风率栏杆形式
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金资助项目(51278314)；河北省自然科学基金资助项目(E2019210031)；中央引导地方科技发展资金项目(206Z5401G)；北京交通大学“结构风工程与城市风环境北京市重点实验室”开放课题(2023-1)；
文章目录

1 工程背景及模型建立
1.1 工程背景
1.2 数值模型建立及相关参数选取
1.3 网格无关性和时间步长无关性验证
2 无栏杆和有栏杆主梁涡振响应分析
3 栏杆透风率和栏杆形式对主梁涡振的影响
3.1 栏杆透风率对主梁涡振的影响分析
3.2 栏杆形式对主梁涡振的影响分析
4 无栏杆和有栏杆主梁涡振发生机理探讨
4.1 涡脱演化特点
4.2 主梁表面风压分析
5 结论
引用格式

[1]李玉学,胡志勇,董阳,等.栏杆对景区人行悬索桥主梁涡振性能影响研究[J].河北工程大学学报(自然科学版),2024,41(04):59-66.