跨海大橋風(fēng)屏障設(shè)計方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種跨海大橋風(fēng)屏障設(shè)計方法。它通過風(fēng)洞試驗和數(shù)值風(fēng)洞相結(jié)合分別建立有、無風(fēng)屏障時的橋面風(fēng)速場模型，不斷改變橋面風(fēng)速場模型中模擬的風(fēng)屏障的高度及透風(fēng)率，計算橋面等效風(fēng)速與風(fēng)速折減系數(shù)與典型車型的行車安全風(fēng)速相比較，為安全時的風(fēng)屏障的高度及透風(fēng)率即為所需設(shè)計的風(fēng)屏障的高度及透風(fēng)率。本發(fā)明在設(shè)計跨海大橋的風(fēng)屏障時，不僅考慮常規(guī)的因素，而且提出考慮多風(fēng)向和多橋型的影響，同時，采用風(fēng)洞試驗和數(shù)值風(fēng)洞相結(jié)合的手段確定橋面風(fēng)速場，得出風(fēng)屏障的高度及透風(fēng)率兩個參數(shù)，進而設(shè)計風(fēng)屏障，這樣設(shè)計出的風(fēng)屏障更合理，更經(jīng)濟，能夠切實地滿足工程要求，有力保障行車安全。
【專利說明】跨海大橋風(fēng)屏障設(shè)計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種跨海大橋風(fēng)屏障設(shè)計方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為促進海峽經(jīng)濟建設(shè)，能夠提供便捷交通走廊的跨海大橋，已在我國和世界各地得到迅猛的發(fā)展，為了避開深水基礎(chǔ)和滿足大型船舶的通航要求，大跨度橋梁結(jié)構(gòu)與海上長橋的結(jié)合將成為跨海工程實施方案的有力競爭者，然而跨海橋梁所處的特殊自然風(fēng)環(huán)境往往會對超大跨度橋梁的行車安全造成極為不利的影響。
[0003]汽車在行駛過程中如果受到側(cè)風(fēng)的作用，可能發(fā)生側(cè)滑、側(cè)傾等安全問題，影響車輛的安全行駛。尤其在超大型橋上行駛的汽車，由于橋面高程、結(jié)構(gòu)擾流加速等因素，使得風(fēng)對汽車安全行駛的影響問題變得尤為突出。風(fēng)對行車安全的影響還表現(xiàn)在風(fēng)致事故造成長時間的交通阻塞。
[0004]風(fēng)屏障是解決橋面行車安全和舒適性問題的主要手段，尤其是在強側(cè)風(fēng)作用下，風(fēng)屏障可有效保證輕型車輛行駛的安全性。決定橋梁工程中是否采用風(fēng)屏障是個復(fù)雜的課題，它要求考慮自然風(fēng)條件，車輛氣動性能、橋梁結(jié)構(gòu)抗風(fēng)穩(wěn)定性，以及交通工程管理等綜合因素，其中有些因素可能相互沖突。目前國內(nèi)采用的跨海大橋風(fēng)屏障設(shè)計技術(shù)主要考慮風(fēng)速、風(fēng)向等常規(guī)因素的影響，對多風(fēng)向多橋型的綜合研究不夠深入，難以做到切合實際的經(jīng)濟合理，
[0005]綜上所述，風(fēng)屏障對車輛行車安全的影響進行研究具有非常重要的意義，如何設(shè)計風(fēng)屏障考慮多種因素是目前亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就是為了解決上述【背景技術(shù)】存在的不足，提供一種考慮多風(fēng)向影響的合理設(shè)計多橋型的試驗與數(shù)值風(fēng)洞相結(jié)合的跨海大橋風(fēng)屏障設(shè)計方法。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種跨海大橋風(fēng)屏障設(shè)計方法，包括以下步驟:
[0008](I)、通過風(fēng)洞試驗和數(shù)值風(fēng)洞分別建立有、無風(fēng)屏障時的橋面風(fēng)速場模型，分析橋面風(fēng)速場，二者相互結(jié)合、驗證、比較，同時不斷改變橋面風(fēng)速場模型中模擬的風(fēng)屏障的高度及透風(fēng)率；
[0009](2)、計算車輛通過橋面風(fēng)速場模型時的橋面等效風(fēng)速與風(fēng)速折減系數(shù)，并與典型車型的行車安全風(fēng)速相比較；
[0010](3)、在計算車輛通過橋面風(fēng)速場模型時的橋面等效風(fēng)速與風(fēng)速折減系數(shù)的同時，記錄橋面風(fēng)速場模型中模擬風(fēng)屏障的高度及透風(fēng)率；
[0011](4)、通過計算的車輛通過橋面風(fēng)速場模型的橋面等效風(fēng)速與風(fēng)速折減系數(shù)與典型車型的行車安全風(fēng)速相比較，判斷模擬有風(fēng)屏障的橋面風(fēng)速場模型是否安全；
[0012](5)、若步驟(4)中判斷模擬有風(fēng)屏障的橋面風(fēng)速場模型是安全的，則此時模擬的風(fēng)屏障的高度及透風(fēng)率即為所需設(shè)計的風(fēng)屏障的高度及透風(fēng)率；否則重復(fù)步驟(I) - (4)；[0013](6)、根據(jù)模擬得到的風(fēng)屏障的高度及透風(fēng)率設(shè)計出合格的風(fēng)屏障。
[0014]進一步地，所述步驟(1)中通過風(fēng)洞試驗和數(shù)值風(fēng)洞相結(jié)合建立的橋面風(fēng)速場模型中的參數(shù)包括不同車型、不同路面、不同載重、不同橋型以及他們的任意組合。
[0015]進一步地，所述步驟(2)中的等效風(fēng)速計算公式為
【權(quán)利要求】
1.一種跨海大橋風(fēng)屏障設(shè)計方法，其特征在于，包括以下步驟: (I )、通過風(fēng)洞試驗和數(shù)值風(fēng)洞分別建立有、無風(fēng)屏障時的橋面風(fēng)速場模型，分析橋面風(fēng)速場，二者相互結(jié)合、驗證、比較，同時不斷改變橋面風(fēng)速場模型中模擬的風(fēng)屏障的高度及透風(fēng)率； (2)、計算車輛通過橋面風(fēng)速場模型時的橋面等效風(fēng)速與風(fēng)速折減系數(shù)，并與典型車型的行車安全風(fēng)速相比較； (3)、在計算車輛通過橋面風(fēng)速場模型時的橋面等效風(fēng)速與風(fēng)速折減系數(shù)的同時，記錄橋面風(fēng)速場模型中模擬風(fēng)屏障的高度及透風(fēng)率； (4)、通過計算的車輛通過橋面風(fēng)速場模型的橋面等效風(fēng)速與風(fēng)速折減系數(shù)與典型車型的行車安全風(fēng)速相比較，判斷模擬有風(fēng)屏障的橋面風(fēng)速場模型是否安全； (5)、若步驟(4)中判斷模擬有風(fēng)屏障的橋面風(fēng)速場模型是安全的，則此時模擬的風(fēng)屏障的高度及透風(fēng)率即為所需設(shè)計的風(fēng)屏障的高度及透風(fēng)率；否則重復(fù)步驟(1) - (4)； (6)、根據(jù)模擬得到的風(fēng)屏障的高度及透風(fēng)率設(shè)計出合格的風(fēng)屏障。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跨海大橋風(fēng)屏障設(shè)計方法，其特征在于:所述步驟(1)中通過風(fēng)洞試驗和數(shù)值風(fēng)洞相結(jié)合建立的橋面風(fēng)速場模型中的參數(shù)包括不同車型、不同路面、不同載重、不同橋型以及他們的任意組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跨海大橋風(fēng)屏障設(shè)計方法，其特征在于:所述步驟(2)中的等效風(fēng)速計算公式為:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跨海大橋風(fēng)屏障設(shè)計方法，其特征在于:所述步驟(2)中風(fēng)速折減系數(shù)為橋面的等效風(fēng)速與實際側(cè)向來流風(fēng)速的比值。
【文檔編號】G06F17/50GK103577652SQ201310583124
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】龔尚國, 黃斌, 陳超, 劉暉, 魏方莉, 周強, 舒星, 王廣, 朱芙蓉, 張林林 申請人:中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司, 武漢理工大學(xué)