【摘要】：隨著我國(guó)油氣管道運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展,懸索管道橋因其跨越能力大,外型美觀,經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)勢(shì),在管道跨越工程中被廣泛采用。相比公路懸索橋,懸索管道橋因其窄、柔、輕、鈍的特點(diǎn),抗風(fēng)穩(wěn)定性問(wèn)題非常突出。有些懸索管道橋分布在凍雨天氣較為嚴(yán)重的地區(qū),覆冰使其結(jié)構(gòu)外形改變,可能會(huì)嚴(yán)重影響其抗風(fēng)性能。為研究懸索管道橋覆冰后的靜氣動(dòng)力特性,本文分別對(duì)懸索管道橋的覆冰形式、典型雙管橋梁斷面的氣動(dòng)特性以及覆冰后的氣動(dòng)特性等問(wèn)題展開(kāi)試驗(yàn)研究,主要工作及結(jié)論如下:(1)在氣候?qū)嶒?yàn)室中,分別研究圓形管道不同直徑,桁架和欄桿角鋼構(gòu)件不同安裝方式、不同斷面形式,以及不同降雨量對(duì)管道橋構(gòu)件覆冰的影響,包括徑向覆冰的冰形與厚度和冰棱外形與長(zhǎng)度。結(jié)果表明:圓形管道覆冰冰形因降水量的不同主要有月牙形、D形和扇形三種。冰棱的長(zhǎng)度與圓管直徑直接相關(guān),但其直徑受圓管直徑影響不大。桁架與篦子板的覆冰主要在迎雨面,覆冰后相當(dāng)于增大了原構(gòu)件的迎雨面寬度、厚度。(2)以雙層單排和單層雙排兩種典型懸索管道橋斷面為例,研究篦子板透孔率、管道間距、管道直徑等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)靜三分力系數(shù)的影響,為管道橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。結(jié)果表明:篦子板透孔率對(duì)靜三分力系數(shù)影響明顯,設(shè)計(jì)時(shí)為了減小升力和升力矩的作用,盡可能增大篦子板透孔率。增加管道間距,阻力系數(shù)和升力矩系數(shù)增大明顯,升力系數(shù)變化相對(duì)較小。增大管道直徑,阻力系數(shù)和升力矩系數(shù)增加,升力系數(shù)減小。在1.7×10~5~3.0×10~6的雷諾數(shù)范圍內(nèi),管道橋靜三分力系數(shù)均存在雷諾數(shù)效應(yīng),升力系數(shù)和升力矩系數(shù)隨雷諾數(shù)增加變化明顯。(3)通過(guò)對(duì)圓形管道覆冰試驗(yàn)進(jìn)行分析,總結(jié)出月牙形、D形與扇形三種管道覆冰冰形與其他構(gòu)件的覆冰試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀Ｍㄟ^(guò)風(fēng)洞試驗(yàn),研究了覆冰對(duì)懸索管道橋靜三分力系數(shù)的影響。結(jié)果表明:管道及桁架覆冰時(shí),會(huì)大幅度提高靜三分力系數(shù),削弱抗風(fēng)穩(wěn)定性,嚴(yán)重危害結(jié)構(gòu)的安全。阻力系數(shù)隨著覆冰厚度的增加,但是對(duì)冰形的敏感性較小。升力系數(shù)與升力矩系數(shù)對(duì)冰形的敏感度較高,尤其D形覆冰會(huì)大幅增大升力系數(shù)與升力矩系數(shù)。覆冰會(huì)對(duì)阻力矩系數(shù)的雷諾數(shù)效應(yīng)影響較小,但升力矩系數(shù)的雷諾數(shù)效應(yīng)會(huì)更加顯著,且D形覆冰影響最為明顯。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U446;TE973

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2741124