【博士】大跨橋梁側風行車安全分析【2007】

內(nèi)容簡介

　　學科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：同濟大學土木工程學院　　學位年度： 2007年　　橋面行車安全問題不僅是車輛生產(chǎn)廠商及研究駕駛控制方面的問題，還是橋梁設計和運營時均要考慮的一個非常有實用價值的研究課題。這個問題是涉及到橋梁風工程和汽車動力學的交叉學科研究。大跨度橋梁上通車有以下幾個主要特點：在同一風場中，橋面風速要比氣象站的實測地面風速要高出許多；橋面的遮擋物少；橋塔區(qū)域局部風場變化劇烈。本文基于以上特點及側風作用下的車輛側傾、側滑和側偏三個安全問題，建立一套綜合分析橋上行車各種狀況下的行車問題的解決方案，給出各種限行車速的規(guī)定及其計算原則、局部風障設置的條件及必要性和效果的分析，以供橋梁管理部門在大風作用或其它風災情況下作出正確的橋梁交通限制措施，在盡可能情況下維持橋梁交通的安全快速暢通。為此，本文進行了以下幾個方面的研究工作：　　1．針對車輛運動對提出了風．車一橋系統(tǒng)的簡化解耦方法，以便于后期的分析及工程應用，并以杭州灣跨海大橋為例，比較了簡化解耦方法與耦合計算的結果；　　2．對路況及車輛類型進行了合理的分類，進行了車輛的靜風氣動力的風洞測量試驗以得到準確的車輛氣動力。采用合理的側傾、側滑準則，在考慮路面不平度，路面類型、風速、車速等因素的情況下對于三個車型的公路行車安全進行了參數(shù)分析，獲得靜止停車狀態(tài)及行駛狀態(tài)下的各安全準則對應的權限車速與風速之間的關系，為后續(xù)橋上行車作基礎和提供對比數(shù)據(jù)；　　3．采用改進的諧波合成方法實現(xiàn)三維空間脈動風場的模擬，考慮了氣動導納、試驗測定的顫振導數(shù)和橋塔抖振參與，利用ANSYS的二次開發(fā)功能，對不同平均風速下的橋梁抖振響應進行了分析：　　4．在考慮抖振響應及車橋振動的情況下，對于橋梁上行車的側傾、側滑準則進行了分析，并與路面上側風行車的側傾、側滑分析的計算結果進行了對比，得出一系列有益結果；　　5．建立1：30的西堠門大橋剛性局部模型，在TJ．3號風洞中進行了均勻流場下的橋面風剖面及橋塔處風場的測壓試驗以得到橋面處的風場分布，并對于擬增設于橋塔兩側的局部風障措施進行了測壓測量，比選適合的風障布置方案。還測量比較了橋塔對橋面風剖面的影響；　　6．建立車輛運動學模型，對三種車型通過橋塔區(qū)域時的側偏運動進行了分析，并比較了各種局部風障的增設對車輛側偏量的改善效果?！　?

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