【摘要】：由于橋梁常處于山谷中或是海面上,因而橋面上的風場較為復(fù)雜,臺風、龍卷風、雷暴等災(zāi)害性天氣時有發(fā)生,而這些天氣都會伴有強風,由于橋梁相對位置較高,橋面上受到的側(cè)風比地面或是海平面要大很多。因此橋梁側(cè)風很可能影響車輛行駛安全,引起事故。故對于橋面行車風環(huán)境的研究具有十分重要的意義。本文首先分析已有文獻對橋梁側(cè)風的研究成果,在此基礎(chǔ)上開展橋梁側(cè)風安全研究,通過對比各種現(xiàn)有車型,選取了幾類較為典型的車型作為研究對象,對車型的氣動力參數(shù)進行了相關(guān)分析,同時研究不同橋梁坡道、彎道參數(shù)、附著率等相關(guān)參數(shù),選取合適的模擬數(shù)值,然后根據(jù)選取的相關(guān)參數(shù)分析了車輛在橋面發(fā)生側(cè)滑與側(cè)傾兩種情況下的受力,給出了兩種狀態(tài)的界定條件。之后分析風障結(jié)構(gòu)對橋面風環(huán)境與氣動力的影響,運用流體力學軟件對橋面風環(huán)境進行了數(shù)值模擬。研究了風障透風率、風障條數(shù)量和風障條外形對橋面風速影響系數(shù)和橋梁氣動力的影響,研究發(fā)現(xiàn)隨著風障高度的增大,橋梁結(jié)構(gòu)的阻力系數(shù)呈遞增趨勢,升力系數(shù)呈負的增大趨勢。通過對主梁斷面橋面繞流進行了數(shù)值模擬,并對橋面風場進行統(tǒng)計分析,從而得到橋梁橋面上的行車風環(huán)境狀況,確定山區(qū)公路橋梁安全行車的橋面風速范圍,之后利用風障與橋梁風環(huán)境的數(shù)值模擬結(jié)果,進行了橋梁風環(huán)境的風洞試驗。通過試驗獲得各種工況下的車輛氣動力參數(shù),進而對不同風障設(shè)置下的安全行車風速進行了對比分析。文章研究結(jié)果對于橋梁行車安全管理具有一定的參考意義,同時對于風障的相關(guān)研究結(jié)論可以為橋梁風障的設(shè)置與選取提供參考,保障公路橋梁行車安全,提高道路交通的安全運營水平。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U492.84;U447
【圖文】：

圖 2.1 車輛側(cè)風受力分析車輛中心為坐標原點，建立三維坐標軸如圖 2.1，行駛中的車輛從受力，車輛的受到的側(cè)向風力為 F，將 F 在空間坐標系中分解可以得到三個LF 、sF ，分別沿 X 負軸、Y 軸正向、Z 軸正向，同時考慮空氣力矩，矩分解得到三個分力，從而得到車輛的氣動力六分量，詳見表 2.1.表 2.1 汽車六分量氣動力系數(shù)DC 阻力系數(shù)2D / (1 / 2 U A)SC 側(cè)力系數(shù)2S / (1 / 2 U A)LC 升力系數(shù)2L / (1 / 2 U A)

圖 2.2 彎道中側(cè)風作用下的車輛受力圖由圖中可以看出，車輛遇到的側(cè)風為windU ，車輛的側(cè)向氣動力 FS與側(cè)向氣系數(shù)SC 、車輛的行車速度carU 和當時側(cè)風風速windU 相關(guān)。假設(shè)自然風為U ，如圖所示，自然風速與行車速度夾角為 ，將車速與風速合成后得到絕對風風向角如下22windcarU U U...................................... (2.tan(/)1windcarUU ...................................(2.相關(guān)文獻研究顯示，側(cè)風影響的車輛側(cè)向氣動力系數(shù)與汽車的車身外形相關(guān)與風向角的角度正比關(guān)系，因此可以設(shè)其比例參數(shù)為csk ，可以得到氣動力系風向角的關(guān)系如下： Ck........................................... (2.

吉林大學碩士學位論文2 21( )2R RM wind carM AC U U L......................... (2.12)2 2/ 21( )( o2) c sL L wind carM AC U UB .................. (2.13)( / 2 ta n / 2)GM mg B H........................... (2.14)

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 韓寶睿;范偉康;宋越;劉柯利;;橫風作用下公路行車安全限速模型研究[J];公路;2015年10期

2 張翼鵬;丁能根;;側(cè)風干擾下半掛汽車列車行駛穩(wěn)定性仿真[J];汽車安全與節(jié)能學報;2012年02期

3 陳飛捷;馬淑紅;馬韞娟;戈峰;;連霍高速公路哈密—吐魯番區(qū)間防風技術(shù)研究[J];交通標準化;2011年11期

4 周奇;朱樂東;郭震山;;曲線風障對橋面風環(huán)境影響的數(shù)值模擬[J];武漢理工大學學報;2010年10期

5 李杰;張U

本文編號：2759029