考慮三角形擋風(fēng)屏的風(fēng)-車-橋耦合動力分析.pdf

1、對于大跨度的懸索橋而言，其橋塔寬度較大，一般大于一節(jié)車輛的長度。車輛進出橋塔區(qū)域時，作用于車輛上的風(fēng)荷載存在突減突增的情況，影響行車安全性和舒適性。本文以五峰山公鐵兩用懸索橋為工程背景，考慮在橋塔兩端設(shè)置三角形擋風(fēng)屏，推導(dǎo)出車輛進出三角形擋風(fēng)屏和橋塔區(qū)域風(fēng)荷載變化公式，進行了風(fēng)—車—橋耦合動力分析，主要工作如下:
　　(1)對國內(nèi)外懸索橋的發(fā)展史進行了回顧，簡單闡述了風(fēng)—車—橋耦合動力分析方法以及其國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并以五峰山公鐵兩

2、用懸索橋為工程背景，建立有限元模型，進行自振特性分析。
　　(2)詳盡的闡述了風(fēng)—車—橋耦合動力分析中的車輛模型、橋梁模型、軌道不平順模型、輪軌相互作用關(guān)系以及車橋耦合動力方程的求解方法。
　　(3)根據(jù)風(fēng)洞試驗得到的橋梁空氣動力學(xué)系數(shù)計算得到橋梁各節(jié)點的靜風(fēng)荷載，基于諧波合成法模擬了橋址處的風(fēng)速場，進而得到橋梁各節(jié)點的風(fēng)荷載場時程。
　　(4)基于風(fēng)荷載均布作用于車體表面假設(shè)推導(dǎo)出車輛進出三角形擋風(fēng)屏和橋塔區(qū)域風(fēng)荷載

3、變化公式，根據(jù)風(fēng)洞試驗得到的車輛空氣動力學(xué)系數(shù)計算得到了車輛風(fēng)荷載變化曲線。
　　(5)簡單介紹了車輛運行安全性和平穩(wěn)性評價指標，計算分析了不同三角形擋風(fēng)屏長度、不同風(fēng)速和不同車速等多種工況組合下車輛和橋梁的動力響應(yīng)，討論了三角形擋風(fēng)屏長度對車橋動力響應(yīng)的影響。
　　本文的研究結(jié)果表明為保障車輛運行平穩(wěn)性和安全性，對于五峰山公鐵兩用懸索橋而言，可在橋塔前后設(shè)置長度為50m的三角形擋風(fēng)屏，當平均風(fēng)在25m/s以上時，車輛行駛速