公铁并行梁间气动干扰效应随风攻角及行车位置的影响研究

摘要

【目的】探讨公铁并行桥梁的气动干扰问题。【方法】以泉州湾跨海大桥为研究对象，建立主梁节段1∶60缩尺计算流体动力学数值模型。通过引入气动力系数干扰因子，系统研究风攻角（-5°至5°）、桥梁相对迎风位置及列车行车位置对铁路桥气动特性的影响。【结果】1）列车行车位置显著影响铁路桥阻力系数与升力系数，但对扭矩系数影响较小，其中列车位于线1时引发的干扰效应最为显著；2）桥梁相对迎风位置主要影响铁路桥升力系数与扭矩系数，尤其是在正风攻角的情况下，铁路桥位于背风侧时升力系数的气动力系数干扰因子最高达1.8，扭矩系数波动幅度达50%;3）风攻角演变导致气动力非线性响应，阻力系数与扭矩系数随风攻角的增大总体上呈递减趋势（降幅最高分别达75%和78%），而升力系数在多数工况下呈现出了减小-增大-减小的三阶段演化特征。【结论】揭示了复杂干扰环境下铁路桥气动力的敏感参数及其演变规律，可为并行桥梁抗风设计提供理论依据。

关键词

桥梁工程 / 高速铁路 / 计算流体动力学 / 气动干扰 / 风攻角