風—車—橋系統車輛風荷載突變效應風洞試驗研究

李永樂，胡 朋，張明金，2，強士中

(1.西南交通大學橋梁工程系，四川成都 610031;2.湖北省交通規劃設計院，湖北武漢 430051)

0 引言

側向風、車輛、橋梁三者交互作用、協調工作構成了風—車—橋耦合振動系統。側向風作用下，橋上高速運行的車輛受到橫向風荷載及傾覆力矩的作用。高速行駛的車輛經過橋塔時，由于塔柱對風的遮檔效應，當車輛運行至塔柱后方時，車輛所受風荷載突然減載，當減載后的車輛通過塔柱后，其所受風荷載又迅速增大，恢復至正常值。側向風作用下，當列車高速穿過橋塔時，每一節車輛的橫向風荷載都經歷突然的減載和加載過程。當雙車交會時，背風側車輛進入迎風側車和橋梁的氣動繞流中，由于迎風側車輛的遮風效應，背風側車輛的風荷載在雙車交會開始的瞬間突然減小。隨著雙車反向的運行，當背風側車輛脫離迎風側車輛遮擋時，其風荷載又突然增加。在整個雙車交會過程中，背風側車輛經歷了突然的減載和突然加載。車輛經過橋塔及雙車交會時車輛風荷載的突變對行車的安全性和舒適性極為不利［1］，對于汽車還會增加駕駛難度，降低汽車的操縱穩定性，從而誘發交通事故［2］。

由于車輛風荷載突變機理復雜，無法通過精確的理論求解，一般可通過數值模擬、現場實測以及風洞試驗等方法進行研究。文獻［3］采用數值模擬技術研究了跨海大橋橋塔區風環境的分布特點;文獻［4］通過數值模擬和實測兩種方式對比分析了動車組列車交會時壓力波的變化幅值以及與車速的關系。……