積雪條件下箱型橋梁斷面氣動力特性數(shù)值分析和風(fēng)洞試驗

馬存明，段青松，廖海黎

(西南交通大學(xué)　土木學(xué)院,四川　成都　610031)

?

積雪條件下箱型橋梁斷面氣動力特性數(shù)值分析和風(fēng)洞試驗

馬存明，段青松，廖海黎

(西南交通大學(xué)土木學(xué)院,四川成都610031)

橋梁工程；箱型主梁；數(shù)值模擬；風(fēng)洞試驗；氣動力； 積雪

0　引言

在降雪量較大地區(qū)，雪荷載是作用于結(jié)構(gòu)的重要荷載，風(fēng)荷載作用下積雪會發(fā)生遷移，從而在結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生不均勻分布，積雪的不均勻分布可能會對結(jié)構(gòu)氣動力特性產(chǎn)生一定影響。目前風(fēng)致雪漂移運(yùn)動的研究方法主要有實(shí)地觀測、風(fēng)洞和水槽試驗及數(shù)值模擬3種方法，其中數(shù)值模擬方法的應(yīng)用最為廣泛。

1993年Uematsu[1]首先以CFD預(yù)測結(jié)構(gòu)周圍的積雪分布并介紹了空氣中漂移的雪的濃度輸運(yùn)方程以及積雪表面的侵蝕流量經(jīng)驗公式。科學(xué)家們隨后接受了這種模擬方法，1998年Liston[2]通過控制邊界附近的網(wǎng)格考慮了風(fēng)雪運(yùn)動中雪顆粒發(fā)生侵蝕沉積后的邊界變化情況，并采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型模擬了湍流；2004年Beyers[3]在前人的基礎(chǔ)上嘗試在數(shù)值模擬中考慮更多的影響因素；Sundsbo[4]等人對欄柵周圍的積雪進(jìn)行了數(shù)值模擬；2011年Tominaga[5]總結(jié)前人的數(shù)值模擬方法并提出新的方法。在國內(nèi)，周暄毅、莫華美等人也通過FLUENT對風(fēng)致雪漂移運(yùn)動進(jìn)行了數(shù)值模擬。

但是，上述學(xué)者對風(fēng)致雪漂移運(yùn)動的研究目前主要集中于建筑結(jié)構(gòu)，對橋面積雪的不均勻分布研究較少；同時，目前對橋梁空氣動力影響因素的研究一般集中于地震荷載、風(fēng)荷載等，同時考慮風(fēng)荷載和雪荷載的研究較少，并且規(guī)范中對于積雪分布的規(guī)定具有很大的局限性。……