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    基于大尺度模型試驗(yàn)的塔區(qū)橋面行車風(fēng)環(huán)境評(píng)估

    2022-11-09 12:57:42盧曉偉江舜堯趙文斌
    四川建筑 2022年5期
    關(guān)鍵詞:風(fēng)攻角橋塔來流

    盧曉偉, 江舜堯, 趙文斌, 王 濤

    (1. 西南交通大學(xué)橋梁工程系, 四川成都 610031; 2.風(fēng)工程四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 四川成都 610031)

    跨海大橋常處于非常不利的風(fēng)環(huán)境中,橋面高度高,常遇風(fēng)速比地面大,橋塔繞流對(duì)車輛動(dòng)力特性的影響不容忽視,橋面行車受到側(cè)風(fēng)的作用,這些都嚴(yán)重影響行車的舒適性和安全性[1-5]。風(fēng)致行車安全事故研究近年來得到了國(guó)內(nèi)外橋梁運(yùn)營(yíng)管理部門以及專家學(xué)者的高度重視,主要是由于大風(fēng)所致行車安全事故在造成車輛毀壞和交通中斷的同時(shí),還會(huì)產(chǎn)生人員傷亡以及直接和間接經(jīng)濟(jì)損失,造成惡劣的社會(huì)影響[6-11]。目前關(guān)于強(qiáng)風(fēng)作用下橋塔遮風(fēng)效應(yīng)對(duì)行車舒適性與安全性影響的研究較少,Charuvist等[12-13]利用不同車型、不同風(fēng)速、不同風(fēng)向與不同橋塔形式的縮尺模型風(fēng)洞試驗(yàn),研究了強(qiáng)風(fēng)作用下車輛通過橋塔區(qū)域時(shí)的空氣動(dòng)力學(xué)特性。Argentini等[14]進(jìn)行了車輛模型過橋試驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)過程中,對(duì)車輛模型進(jìn)行測(cè)力,同時(shí)測(cè)試車輛表面的壓力變化情況,研究了不同類型的汽車經(jīng)過橋塔區(qū)域時(shí),車輛的氣動(dòng)力參數(shù)變化規(guī)律。其研究結(jié)果表明:汽車經(jīng)過橋塔區(qū)域時(shí),橫風(fēng)作用下,橋塔的繞流會(huì)使汽車的氣動(dòng)力參數(shù)產(chǎn)生較為復(fù)雜的影響。Kwon等[15]通過軟件CarSim和TruckSim計(jì)算側(cè)風(fēng)車輛的橫向偏差,然后根據(jù)預(yù)定義的車輛事故指數(shù)評(píng)估車禍的臨界風(fēng)速,并通過風(fēng)洞測(cè)試確定了將來流風(fēng)速降低50%所需的最小風(fēng)障高度。Kozmar等[16]通過風(fēng)洞試驗(yàn)研究了高架橋上風(fēng)柵的防護(hù)效率及風(fēng)入射角對(duì)風(fēng)障后流場(chǎng)特性的影響,試驗(yàn)中利用粒子圖像測(cè)速(PIV)技術(shù)確定平均速度場(chǎng)和渦度場(chǎng),并用皮托管測(cè)量標(biāo)定風(fēng)場(chǎng),試驗(yàn)表明改變垂直入射角會(huì)引起靠近橋后緣的車道上存在風(fēng)力不穩(wěn)定的情況,改變水平入射角不會(huì)顯著影響流場(chǎng)特性。艾輝林[17]、陳艾榮等[18]以杭州灣跨海大橋?yàn)楣こ瘫尘袄脭?shù)值風(fēng)洞技術(shù)分析了橋塔區(qū)橋面的風(fēng)環(huán)境分布特點(diǎn)得出了橋塔對(duì)橋面風(fēng)環(huán)境的影響明顯,橋塔造成了其附近區(qū)域風(fēng)速的急劇減小及風(fēng)速脈動(dòng)增大的數(shù)值解。澣子龍等[19]、李永樂等[20-21]采用計(jì)算流體力學(xué)CFD的方法研究了防撞護(hù)欄對(duì)車輛氣動(dòng)力系數(shù)和軌道上方風(fēng)場(chǎng)的影響,計(jì)算表明橋面增設(shè)防撞護(hù)欄后對(duì)車輛行車安全是有利的,并采用計(jì)算流體力學(xué)數(shù)值模擬方法對(duì)大跨度懸索橋橋塔區(qū)域橋面風(fēng)環(huán)境進(jìn)行了仿真分析。龐加斌等[22]結(jié)合橋位風(fēng)速觀測(cè)資料和橋梁結(jié)構(gòu)對(duì)橋面風(fēng)速的影響,建立等效風(fēng)速概率模型,提出概率評(píng)估方法對(duì)側(cè)風(fēng)下行車安全性進(jìn)行分析。于群力等[23]采用數(shù)值模擬研究了橋塔附近區(qū)域及橋面風(fēng)環(huán)境的流場(chǎng)分布。曾加冬[24]以嘉紹大橋塔區(qū)行車風(fēng)環(huán)境為研究背景并通過風(fēng)洞試驗(yàn)對(duì)橋塔區(qū)域及橋面行車區(qū)間內(nèi)的風(fēng)場(chǎng)分布進(jìn)行了分析研究,陳曉東[25]采用電子壓力掃描閥和測(cè)壓耙通過西堠門大橋塔區(qū)模型風(fēng)洞試驗(yàn)對(duì)塔區(qū)風(fēng)環(huán)境以及塔區(qū)行車安全進(jìn)行分析,兩者均通過風(fēng)洞試驗(yàn)得出橋塔對(duì)其附近區(qū)域橋面風(fēng)環(huán)境存在很大影響的結(jié)論。

    由于風(fēng)洞試驗(yàn)方法試驗(yàn)周期長(zhǎng)、費(fèi)用高,且需要復(fù)雜昂貴的測(cè)試設(shè)備等問題,目前對(duì)于橋面風(fēng)場(chǎng)的研究多采用CFD進(jìn)行數(shù)值計(jì)算[26-29],但對(duì)于湍流的計(jì)算需要依靠經(jīng)驗(yàn)公式來修正和補(bǔ)充,橋塔對(duì)于來流風(fēng)場(chǎng)的干擾以及橋面風(fēng)場(chǎng)風(fēng)洞試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)缺乏極大地限制了數(shù)值計(jì)算的準(zhǔn)確性。少數(shù)特大橋如嘉紹大橋、西堠門大橋進(jìn)行了風(fēng)洞試驗(yàn),以往的風(fēng)洞試驗(yàn)均采用皮托管和補(bǔ)償式微壓計(jì)標(biāo)定橋面風(fēng)場(chǎng),此類儀器在有遮擋處的風(fēng)速測(cè)量存在誤差較大的問題。

    鄭史雄等[30]以滬通長(zhǎng)江大橋主航道橋?yàn)楣こ瘫尘埃捎肅FD數(shù)值模擬計(jì)算分析橋塔區(qū)域流場(chǎng)分布,并通過大節(jié)段縮尺模型風(fēng)洞試驗(yàn),研究了特大雙塔桁架斜拉橋在不同風(fēng)偏角下,列車沿不同位置軌道進(jìn)出橋塔影響區(qū)域過程中的氣動(dòng)參數(shù)(試驗(yàn)?zāi)M車輛的阻力系數(shù)、升力系數(shù)、力矩系數(shù))變化。

    基于以上認(rèn)識(shí),此次風(fēng)洞試驗(yàn)采用TFI眼鏡蛇三維脈動(dòng)風(fēng)速測(cè)量?jī)x,由于TFI眼鏡蛇三維脈動(dòng)風(fēng)速測(cè)量?jī)x的風(fēng)速參考點(diǎn)置于儀器內(nèi)部,對(duì)于橋塔后方的風(fēng)速測(cè)量精度相對(duì)于皮托管和補(bǔ)償式微壓計(jì)要高。此次行車風(fēng)環(huán)境測(cè)試試驗(yàn)在西南交通大學(xué)XNJD-3風(fēng)洞(寬22.5m,高4.5m)中完成,實(shí)驗(yàn)?zāi)P偷娘L(fēng)洞阻塞度僅為2.31%,有效的減小了風(fēng)洞試驗(yàn)的阻塞效應(yīng)。本文以舟岱通道大橋?yàn)楸尘?,專門針對(duì)特大三塔單箱梁斜拉橋在多種風(fēng)攻角下施工態(tài)及成橋態(tài)的塔區(qū)橋面風(fēng)環(huán)境進(jìn)行研究。

    1 塔區(qū)橋面風(fēng)環(huán)境風(fēng)洞試驗(yàn)

    本次試驗(yàn)的目的是通過此類型風(fēng)洞試驗(yàn),考察橋塔對(duì)其區(qū)域內(nèi)橋面風(fēng)環(huán)境的影響,在獲得風(fēng)速分布特性的基礎(chǔ)上,為塔區(qū)的行車安全方案提供相應(yīng)的建議。舟岱通道大橋橋面行車風(fēng)環(huán)境試驗(yàn)通過1∶30大尺度主梁—橋塔節(jié)段模型來進(jìn)行測(cè)試,風(fēng)洞中大尺度節(jié)段模型如圖1所示。

    圖1 風(fēng)洞試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)

    試驗(yàn)采用的加勁梁和橋塔大比例局部剛性模型模擬實(shí)橋區(qū)域長(zhǎng)250.8m,橋塔寬度為9m,模型模擬了該范圍內(nèi)的加勁梁和橋塔,用于測(cè)量橋塔附近的橋面風(fēng)環(huán)境,并模擬了該范圍內(nèi)的欄桿等附屬構(gòu)件。詳見圖2、圖3。

    圖3 邊緣防撞欄桿構(gòu)造(單位:cm)

    針對(duì)塔區(qū)梁段,在均勻流場(chǎng)下,分別考察距離橋塔中心線不同位置,沿橋面橫向行車區(qū)間不同位置處風(fēng)速。本次實(shí)驗(yàn)分別測(cè)試了在有防撞欄桿。無防撞欄桿2種不同情況,風(fēng)速為8m/s,風(fēng)偏角為0°,風(fēng)攻角依次為+3°,+5°,0°,-3°,-5°下的橋面風(fēng)場(chǎng)。

    橋面風(fēng)環(huán)境試驗(yàn)的測(cè)量?jī)x器采用TFI眼鏡蛇三維脈動(dòng)風(fēng)速測(cè)量?jī)x,在試驗(yàn)中保持風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室風(fēng)機(jī)穩(wěn)轉(zhuǎn)速情況下,通過挪動(dòng)TFI眼鏡蛇三維脈動(dòng)風(fēng)速測(cè)量?jī)x在橋面上的位置,測(cè)出塔區(qū)橋面各測(cè)點(diǎn)不同高度處的風(fēng)速。測(cè)點(diǎn)的平面布置如圖4所示。雙向4條行車道從橋塔中心算起共設(shè)有6×8=48個(gè)測(cè)點(diǎn)。編號(hào)和對(duì)應(yīng)的實(shí)橋坐標(biāo)位置分別為:

    圖4 測(cè)點(diǎn)布置

    橫橋向:

    上游(車道1:Y=-7.374m,車道2:Y=-5.499m,車道3:Y =-3.624m)

    下游(車道4:Y = 3.624m,車道5:Y = 5.499m,車道6:Y = 7.374m)

    縱橋向:

    S道:X=0mA道:X =12.099m

    B道:X =24.198mC道:X =36.297m

    D道:X =48.396mE道:X =60.495m

    F道:X =96.897mG道:X =108.996m

    在每個(gè)測(cè)點(diǎn)上測(cè)量風(fēng)速剖面,共設(shè)8個(gè)點(diǎn),高度范圍從0.96~7.68m,高度坐標(biāo)分別為:0.96m,1.92m,2.88m,3.84m,4.8m,5.76m,6.72m,7.68m。

    試驗(yàn)中每個(gè)工況中各點(diǎn)位的測(cè)試數(shù)據(jù)均為15 360個(gè),為便于比較,根據(jù)側(cè)向氣動(dòng)力等效原則定義等效橋面平均風(fēng)速見式(1):

    (1)

    式中:Zr表示汽車所處的高度范圍,取Zr=3.5m;Ucff為等效橋面風(fēng)速;U(Z)表示橋面不同高度處的側(cè)向來流風(fēng)速。

    2 不同風(fēng)攻角下塔區(qū)風(fēng)速分布

    在均勻來流風(fēng)速為8m/s、0°風(fēng)偏角下,討論不同風(fēng)攻角下塔區(qū)風(fēng)速分布的變化,以及防撞欄桿對(duì)塔區(qū)風(fēng)速分布的影響,其中防撞欄桿高度為1.5m。

    如圖5所示,位于防撞欄桿高度(1.5m)以下,距離橋面0.96m高度處,在各車道并且沿縱橋向全長(zhǎng)防撞欄桿均對(duì)來流風(fēng)速有明顯的抑制效果。如圖6所示,在距離橋面1.92m高處,雖然已經(jīng)超過欄桿的高度,但防撞欄桿對(duì)來流風(fēng)速的抑制效果并沒有完全消失,仍然對(duì)來流風(fēng)速存在一定的抑制效果。如圖7所示,2個(gè)曲面幾乎完全重合,說明在距離橋面3.84m高度處,已經(jīng)完全超過了防撞欄桿的抑制范圍,此時(shí)防撞欄桿對(duì)來流風(fēng)速完全沒有抑制效果。如圖8、圖9所示,在距離橋面3.5m以下,沿縱橋向防撞欄桿對(duì)來流風(fēng)速始終有明顯的抑制效果。

    圖5 0°風(fēng)攻角下距橋面0.96 m高度處風(fēng)速分布

    圖6 0°攻角下距橋面1.92 m高處風(fēng)速分布

    圖7 0°攻角下距橋面3.84 m高處風(fēng)速分布

    圖8 1車道風(fēng)速剖面(有防撞欄桿)

    圖9 1車道風(fēng)速剖面(無防撞欄桿)

    如圖10所示,對(duì)于來流風(fēng)速為8m/s的均勻流,在迎風(fēng)側(cè)1車道防撞欄桿能將來流風(fēng)速降低16%左右。在背風(fēng)側(cè)6車道防撞欄桿能將來流風(fēng)速降低20%左右,背風(fēng)側(cè)處等效風(fēng)速相對(duì)于迎風(fēng)側(cè)略有降低,但效果不明顯。

    由圖11可知,在+3°風(fēng)攻角下,在迎風(fēng)側(cè)1車道防撞欄桿能將來流風(fēng)速降低20%左右,但在背風(fēng)側(cè)6車道處防撞欄桿能將來流風(fēng)速降低50%左右,背風(fēng)側(cè)處等效風(fēng)速相對(duì)于迎風(fēng)側(cè)有明顯降低。

    圖10 0°風(fēng)攻角1道與6道各測(cè)點(diǎn)等效風(fēng)速

    圖11 +3°風(fēng)攻角1道與6道各測(cè)點(diǎn)等效風(fēng)速

    由圖12可知,在+5°風(fēng)攻角下,在迎風(fēng)側(cè)1車道防撞欄桿能將來流風(fēng)速降低20%左右,但在背風(fēng)側(cè)6車道處防撞欄桿能將來流風(fēng)速降低60%左右,背風(fēng)側(cè)處等效風(fēng)速相對(duì)于迎風(fēng)側(cè)有明顯降低。

    圖12 +5°風(fēng)攻角1道與6道各測(cè)點(diǎn)等效風(fēng)速

    由圖11與圖12可知,正風(fēng)攻角下,主梁本身對(duì)于來流風(fēng)速有一定的屏蔽效果,但這種屏蔽效果在施工態(tài)即沒有安裝防撞欄桿時(shí)效果不明顯,這種屏蔽效果主要體現(xiàn)在安裝了防撞欄桿下背風(fēng)側(cè)車道,并且隨著風(fēng)攻角的增大,防撞欄桿對(duì)來流風(fēng)速的屏蔽效果越好。

    由圖13可知,在-3°風(fēng)攻角下,在迎風(fēng)側(cè)1車道防撞欄桿能將來流風(fēng)速降低10%左右,背風(fēng)側(cè)6車道處等效風(fēng)速相對(duì)于迎風(fēng)側(cè)1車道幾乎相等。

    圖13 -3°風(fēng)攻角1道與6道各測(cè)點(diǎn)等效風(fēng)速

    由圖14可知,在-5°風(fēng)攻角下,在迎風(fēng)側(cè)1車道防撞欄桿對(duì)來流風(fēng)速?zèng)]有屏蔽作用,背風(fēng)側(cè)6車道處等效風(fēng)速低于來流風(fēng)速8m/s,相比于迎風(fēng)側(cè)略有降低。由圖13~圖16可知,在負(fù)風(fēng)攻角下防撞欄桿對(duì)于來流風(fēng)速的屏蔽效果很弱。

    圖14 -5°風(fēng)攻角1道與6道各測(cè)點(diǎn)等效風(fēng)速

    由圖10~圖14可知,橋塔塔身對(duì)風(fēng)速有極強(qiáng)的屏蔽作用,橋塔后的風(fēng)速極低在1m/s左右,并且橋塔邊緣對(duì)來流有一定的放大作用。以橋塔為中心沿著縱橋向,橋面風(fēng)速急劇上升在距離橋塔中心30m(3.3倍橋塔寬度)附近處達(dá)到峰值為來流風(fēng)速的1.3倍,之后逐漸降低最后趨于平穩(wěn)不變的分布規(guī)律。橋塔對(duì)橋面風(fēng)速的影響存在一定的范圍,這個(gè)影響范圍主要集中在橋塔中心線兩側(cè)各40m(4.4倍橋塔寬度)范圍內(nèi),在60m(6.6倍橋塔寬度)位置處可以忽略這樣的影響。安裝防撞欄桿與否和風(fēng)攻角的變化對(duì)這個(gè)影響范圍幾乎沒有影響。

    施工態(tài)下,在迎風(fēng)側(cè)車道,風(fēng)攻角的改變對(duì)于塔區(qū)風(fēng)速變化幾乎沒有影響。在背風(fēng)側(cè)車道,風(fēng)攻角的影響主要體現(xiàn)在,正風(fēng)攻角下橋塔附近風(fēng)速達(dá)到最大值的位置相對(duì)于負(fù)風(fēng)攻角和0°風(fēng)攻角工況下由距離橋塔中心20m左右變化到距離橋塔中心40m左右處,使得塔區(qū)附近的風(fēng)速變化呈現(xiàn)一個(gè)較緩的趨勢(shì)。

    通過對(duì)比不同攻角與是否安裝防撞欄桿下橋面等效風(fēng)速,通過計(jì)算對(duì)來流風(fēng)速的變化率,比較不同情況下防撞欄桿對(duì)來流的屏蔽效果。

    由于F點(diǎn)與G點(diǎn)已遠(yuǎn)離橋塔對(duì)風(fēng)場(chǎng)影響范圍,在這里引用等效平均風(fēng)速來描述橋面風(fēng)速,設(shè)1、6車道等效平均風(fēng)速如式(2)所示:

    (2)

    各種措施下的降低風(fēng)速效果用風(fēng)速變化率來考慮。風(fēng)速變化率定義為當(dāng)前工況的等效平均風(fēng)速減去同樣攻角無防撞欄桿工況的等效平均風(fēng)速之后再除以后者。負(fù)值代表了風(fēng)速絕對(duì)值的降低,而正值則代表了風(fēng)速絕對(duì)值得增大(表1)。

    表1 等效平均風(fēng)速變化率

    由表1可知防撞欄桿對(duì)于來流風(fēng)速的屏蔽效果在背風(fēng)側(cè)屏蔽相較于迎風(fēng)側(cè)有所提高,尤其正風(fēng)攻角與0°風(fēng)攻角下,背風(fēng)側(cè)屏蔽效果提高幅度很大,并且在+5°風(fēng)攻角范圍內(nèi),隨著正風(fēng)攻角的增大,提高的幅度越大,屏蔽效果越好。

    當(dāng)風(fēng)攻角為負(fù)時(shí),防撞欄桿對(duì)來流風(fēng)速的屏蔽效果明顯降低,幾乎沒有屏蔽效果。

    3 風(fēng)速分布特性及其對(duì)行車安全的影響

    車輛在橋面行駛過程中容易受側(cè)風(fēng)的影響,從而發(fā)生側(cè)傾、側(cè)滑和側(cè)偏量過大等安全問題。尤其在大跨度橋梁上行駛的車輛,由于橋面高程、結(jié)構(gòu)、擾流加速等因素,當(dāng)車輛通過塔區(qū)時(shí),要承受兩次風(fēng)荷載的劇烈增減變化,使得風(fēng)對(duì)車輛安全行駛的影響問題變得突出,見圖15及式(3)。

    圖15 二自由度車輛力學(xué)模型

    (3)

    其中:

    式中:k1,k2分別為前后輪胎的側(cè)偏剛度;vcar為車輛側(cè)向速度;ucar為車輛行進(jìn)速度;a為牽引車質(zhì)心至前輪距離;b為質(zhì)心至后輪距離;wr為橫擺角速度;Mw為側(cè)風(fēng)力矩;Fw為迎風(fēng)阻力;ρ為空氣密度;CRM為車輛側(cè)傾力矩系數(shù);CFs為車輛側(cè)向力系數(shù)。

    使用SAE路面車輛空氣動(dòng)力學(xué)委員會(huì)發(fā)布的J1594標(biāo)準(zhǔn)[31],在橋塔區(qū)域車輛的限制車速主要由側(cè)偏限制車速來決定,在超過了橋塔對(duì)橋面風(fēng)速的影響范圍后限制車速主要由側(cè)傾與側(cè)滑限制車速來決定,并且空載大型貨車處于最不利狀態(tài)。

    對(duì)于側(cè)偏問題,是當(dāng)車輛通過風(fēng)速變化較大的區(qū)域時(shí),在駕駛員未改變方向盤的情況下車輛由于累積橫向偏移量過大,從而偏離方向,與相鄰其他車道車輛發(fā)生事故的現(xiàn)象。如圖15所示,將大型貨車建立二自由度的力學(xué)模型[25],風(fēng)力變化過大對(duì)車輛主要影響體現(xiàn)在圖中橫擺角速度wr會(huì)增大,當(dāng)wr超出駕駛員的修正范圍,車輛將會(huì)偏離自身車道與相鄰車道車輛發(fā)生碰撞引起交通安全事故。

    在以前的分析中我們以側(cè)向角速度值不大于3°作為側(cè)偏的標(biāo)準(zhǔn),側(cè)向角速度通過式(3)進(jìn)行計(jì)算,式中θ的初值為0,結(jié)合風(fēng)洞試驗(yàn)所測(cè)得塔區(qū)橋面風(fēng)速,進(jìn)行數(shù)值分析可得到側(cè)向角速度值。

    另外有一個(gè)直觀的安全性評(píng)判準(zhǔn)則就是車輛的側(cè)偏位移量。根據(jù)Baker[32-34]的文獻(xiàn)講述中,當(dāng)側(cè)風(fēng)風(fēng)速小于15m/s時(shí),駕駛控制頻率取為1Hz,當(dāng)側(cè)風(fēng)風(fēng)速大于15m/s時(shí),因高風(fēng)速本身就會(huì)提醒駕駛者注意減速行駛和注意側(cè)風(fēng)的影響,因此取駕駛控制頻率為2Hz。因?yàn)樗?jì)算的側(cè)風(fēng)風(fēng)速的范圍跨越了15m/s,為簡(jiǎn)化起見,計(jì)算時(shí)統(tǒng)一取為2Hz,即0.5s。即最后取車輛通過橋塔區(qū)域時(shí)0.5s內(nèi)產(chǎn)生的最大側(cè)向位移量要小于0.5m作為車輛側(cè)偏安全分析的依據(jù)。在考慮車輛通過塔區(qū)時(shí)的限制車速時(shí)要結(jié)合2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)綜合考慮并取最小安全車速作為限制車速。

    以下分析以空載大型貨車在干燥路面上通過迎風(fēng)側(cè)1車道為例進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算結(jié)果見圖16。如圖16所示,安裝防撞欄桿與否對(duì)于車輛的限制車速影響并不大,在成橋態(tài)安裝了防撞欄桿的情況下,8~10m/s均勻來流風(fēng)速即5級(jí)風(fēng)下,在橋塔附近限制車速在80km/h左右。而在12~14m/s均勻來流風(fēng)速即7級(jí)級(jí)風(fēng)下,在橋塔附近限制車速在50km/h以下。而在距離橋塔50m之后,在14m/s均勻來流風(fēng)速下限制車速均能超過120km/h能達(dá)到正常通車要求。綜上所述,需要在塔區(qū)安裝風(fēng)障等構(gòu)件用以屏蔽來流風(fēng)速,否則塔區(qū)部分不能達(dá)到正常的通車要求。

    圖16 沿縱橋向限制車速變化

    4 結(jié)論

    綜上,可得出結(jié)論:

    (1) 橋塔邊緣對(duì)來流有較強(qiáng)的放大作用,而橋塔塔身對(duì)風(fēng)速具有近乎完全的屏蔽作用,這樣的風(fēng)速突變將引起塔區(qū)車輛行駛的不安全性。計(jì)算表明,當(dāng)塔區(qū)不安裝風(fēng)障等用以屏蔽來流風(fēng)速的構(gòu)件時(shí),塔區(qū)橋面不能達(dá)到正常的通車要求。

    (2) 在0°與正角度風(fēng)攻角上,防撞欄桿對(duì)來流風(fēng)速在迎風(fēng)側(cè)車道具有一定的屏蔽效果(能在迎風(fēng)側(cè)將來流風(fēng)速降低10%以上),但當(dāng)風(fēng)攻角為負(fù)時(shí),防撞欄桿幾乎沒有屏蔽效果。

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