風雨環境下高速鐵路橋梁靜力三分力系數研究

【摘要】

基于計算流體動力學方法，建立了側風作用下高速鐵路橋梁斷面靜力三分力系數的數值分析模型，結合已有的雨滴沖擊力模型，研究了風雨聯合作用對梁體靜力三分力系數的影響。通過改變降雨強度和風速，分析了雨強和風速對梁體斷面靜力三分力系數的影響規律，為研究橋梁風致安全提供參考。結果表明，（1） 側風作用下梁體所受阻力、升力和扭矩均隨風速的增大而增大，風速的改變對主梁阻力系數和升力系數的影響較大，對扭矩系數的影響不明顯；（2） 降雨強度的增大會導致箱梁斷面的阻力系數增大，升力系數下降，扭矩系數略微下降；（3） 降雨對箱梁斷面升力系數的影響最為明顯，其次是阻力系數，對扭矩系數的影響不大，且該影響效應在低風速時體現得更為明顯；（4） 本研究成果可為高速鐵路橋梁及后期橋上行車風致安全研究提供參考。

【關鍵詞】高速鐵路橋梁； 風雨聯合作用； 箱梁； 靜力三分力系數

【中圖分類號】U441+.5【文獻標志碼】A

［定稿日期］2023-05-29

［作者簡介］張雨薇（1996—），女，本科，工程師，主要從事工程檢測工作。

0 引言

隨著我國高速鐵路建設力度的加大，高速鐵路橋梁也趨于向更大跨度發展，保證高速鐵路橋梁在服役期間的安全性是保障高速鐵路安全高效運營的基礎。趙少杰等［1］調查發現，自然環境因素是導致橋梁在建設期或者運營期發生坍塌事故的主要原因之一。因此，橋梁抗風研究則顯得尤為重要。靜力三分力系數作為表征橋梁在靜風荷載作用下的共性，是一個無量綱數。……