下击暴流作用下高速铁路全封闭声屏障风荷载特性研究

摘要

高速铁路全封闭声屏障作为典型的长距离线状风敏感结构，其遭遇下击暴流袭击的几率较大。为深入理解下击暴流作用下结构的风荷载特性，基于冲击射流模型建立下击暴流风场，据此分析下击暴流风场距离全封闭声屏障中心不同距离r、下击暴流不同移动角度路径θ和不同地面粗糙度z₀下高速铁路全封闭声屏障结构表面风荷载分布特性，在此基础上，给出了结构抗下击暴流设计建议。分析结果表明，当r=0、z₀=0时，结构表面风压系数整体较大，最大值1.02出现在结构迎风侧板中部；当r=D_jet(D_jet为射流管直径)、z₀=0时，结构表面风压系数整体较小，最大值0.68出现在结构迎风面中部；相比于θ=90°,当θ=0°时，结构表面来流端风压系数显著增大，尾流端风压系数显著减小；随着z₀的增加，结构迎风面风压系数减小，背风面风压系数绝对值也减小，且迎风面中部区域风压系数衰减显著；下击暴流移动过程中结构侧板上方流场显著改变，其表面风压系数变化幅度较大，建议全封闭声屏障抗下击暴流设计时应加强侧板及其与顶板拐角处的连接。

关键词

下击暴流 / 全封闭声屏障 / 风荷载特性 / 数值模拟 / 风压系数