摘要
随着国家对交通基础设施的大量投入,利用交通发展带动沿线土地的开发利
用,对提高城镇化水平有着重要意义。跨越江河水域的桥梁一般具有墩高、跨度
大等特点。随着施工技术的发展,高墩大跨连续刚构桥在跨江大桥中的应用越来
越广泛。山谷河道间,地形环境复杂,风场受地形影响较大,形成河谷风场效应
和狭管效应。施工阶段,河谷间高墩桥面的风速明显增大,悬浇施工风致响应较
大,研究跨江高墩刚构桥复杂地形悬浇施工风致响应十分必要。本文以东溪河大
桥为研究对象,运用Fluent软件模拟地形风,并施加在Midas的桥梁模型上,研
究高墩刚构桥悬浇施工风致响应的变化规律。主要包括:
(1)应用GlobalMapper和Imageware软件,建立东溪河大桥在不同水位高
度下(枯水期与丰水期)桥址三维地形模型,并对桥址风速进行实测。将实测风速与
数值计算进行对比,结果显示,两者吻合度较好,所建数值模型可以作为研究地
形风场的依据。
(2)运用Fluent软件,基于CFD理论,计算东溪河大桥最大悬臂状态下,
不同水位高度下(枯水期与丰水期)主梁设计基准风速。对桥址风场进行分析,并计
算得到大桥各施工梁段截面静力三分力系数和不同攻角下的梁段截面静力三分力
系数,提取截面风压、流场分布图,分析影响静力三分力系数大小的因素。
(3)利用Midas软件,对桥梁悬浇施工进行风致响应分析。将不同水位高度
下的风荷载分别施加在大桥数值模型中,计算东溪河大桥在枯水期与丰水期箱梁
各梁段悬浇施工的风致响应。比较在不同水位高度下施工阶段桥梁风致响应的计
算结果,得出在枯水期情况下,箱梁在最大悬臂状态下为风致响应最不利工况,
需要采取必要的防范措施。
关键词:高墩;CFD;风荷载;悬臂施工;风致响应
Abstract
Withthecountrysmassiveinvestmentintransportationinfrastructure,theuseof
transportationdevelopmenttodrivethedevelopmentandutilizationoflandalongthe
routeisofgreatsignificanceforimprovingthelevelofurbanization.Bridgesthatspan
riversgenerallyhavethecharacteristicsofhighpiersandlargespans.Withthe
developmentofconstructiontechnology,continuousrigidframebridgeswithhighpiers
andlargespansaremoreandmorewidelyusedinriver-crossingbridges.Between
valleysandrivers,theterrainenvironmentiscomplex,andthewindfieldisgreatly
affectedbytheterrain,formingthevalleywindfieldeffectandthenarrowtubeeffect.
Duringtheconstructionphase,thewindspeedofthehigh-pierbridgebetweentheriver
valleysincreasedsignificantly,andthewind-inducedresponseofthecantilever
constructionwasrelativelylarge.Itisnecessarytostudythewind-inducedresponseof
thecantileverconstruction