梁间距对双层钢箱梁涡振特性的影响

摘要：

为了研究梁间距对双层钢箱梁涡振特性的影响,设计了 6类试验组合,共31种试验工况,通过节段模型测振风洞试验,测得各个工况单层和双层钢箱梁的量纲一化涡振振幅,分析了在不同来流风攻角时,梁间距对双层钢箱梁涡振特性的影响,并与单层钢箱梁的试验结果进行对比,研究其变化趋势;在双层钢箱梁的计算流体力学(CFD)分析过程中,选用了对钝体扰流模拟效果好的SST k-ω湍流模型,模拟了不同梁间距下双层钢箱梁的周边流场,分析了双层钢箱梁断面的周边绕流特性,并结合瞬态速度流线图和压力云图探讨了不同梁间距和风攻角的双层钢箱梁涡振特性的机理.结果表明:梁间距对双层钢箱梁涡振特性的影响与风动试验来流风攻角有关,在0°风攻角时,梁间距越大,双层钢箱梁涡振振幅越小;双层钢箱梁正风攻角的竖弯涡振,存在1个最优的梁间距,而部分风攻角的扭转涡振,也存在1个最优的梁间距;在负风攻角时,没有发现明显的涡振现象,其涡振特性较好.CFD计算分析表明:梁间距越大,上、下层梁周边绕流相互扰动越小,随着梁间距的增大,上层梁后缘斜腹板处气流越不易分离,前缘再附点越靠前;随着风攻角从正变负,双层钢箱梁上层梁上表面前缘绕流分离现象受到抑制,气流在上层梁上表面前缘发生的不同流动分离现象,是此类钢箱梁涡振特性在不同风攻角下表现出差异的主要原因之一.

关键词：桥梁工程、双层钢箱梁、涡振、风洞试验、计算流体力学、SST k-ω湍流模型、梁间距、风攻角

所属期刊栏目：42

分类号：U448.27(桥涵工程)

资助基金：国家自然科学基金51978077

在线出版日期：2022-05-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：43-55