作者：郭健; 朱敏俊; 孙博; 赵钦桥梁工程格构式系梁抗风性能三分力系数
摘要：考虑索承桥梁中格构式梁体具有多种截面形式复合的特点,其抗风性能难以通过常用的二维数值仿真来分析,以东部沿海一座格构式拱桥为研究背景,考虑格构式系梁的结构特点和栏杆等附属设施的影响,建立三维数值仿真模型,对格构式系梁的静力三分力系数进行精细化分析。基于不同计算区域的模拟精度需求,采用不同方法进行混合网格划分;针对复杂格构式系梁的流场特征,优化选取流场尺度规模、边界条件和湍流模型等计算参数分析获得大范围风攻角下的三分力系数;将所得结果与风洞试验结果进行对比分析,并探讨栏杆等附属设施对三分力系数的影响以及数值模拟误差与风涡特性的相关性。结果表明:在小风攻角范围(±4°)内,有栏杆的三维数值模拟具有较高的精度;栏杆等附属设施对格构式梁体的抗风性能有一定影响,考虑栏杆等附属设施的精细化数值模拟比不考虑栏杆的计算误差平均降低20%,且增加了梁体所受的静风荷载,在实际工程中应当对栏杆等附属设施予以重视;不同风攻角下的风涡特性与数值仿真的误差存在相关性,随着风攻角的增大梁侧的风涡效应明显,这使得三维数值仿真的误差开始增大,尤其是在正大风攻角的情况下模拟精度下降严重。
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