强侧风下山区高墩桥梁上货运汽车气动效应分析

摘要

为系统开展侧风作用下山区高墩桥梁上货运汽车的气动特性研究，通过数值模拟手段揭示不同侧风强度、不同桥梁位置、不同货车类型的气动参数变化规律。利用Catia软件完成货运汽车的精细化三维建模，还原车身尺寸、货厢形态及重心分布等关键结构特征；借助Global Mapper软件导入山区高墩桥梁所在区域的地形高程数据，结合桥梁设计图纸构建包含桥墩、桥面、周边山体的地形-桥梁模型，最终整合形成“车辆-地形-桥梁”耦合计算模型，确保模型能真实反映山区复杂地形与桥梁、车辆的空间位置关系。利用Starccm+软件进行仿真模拟。通过变化车辆位置以及侧风风速，研究静止在山区高墩桥梁上的货运汽车的气动荷载变化规律和外流场特性以及车辆的气动效应。研究表明：侧风环境下，货运汽车静止在山区高墩桥梁上时，其安全性主要受到侧向力、侧倾力矩以及横摆力矩的影响，因此货运汽车在距离桥头5、200 m时安全性相对较低。在桥梁上的相同位置，货运汽车的气动荷载随着风速的增加而增大。

关键词

山区高墩桥梁 / 数值模拟 / 气动效应 / 侧风作用