应旭永 许福友 张 哲

(大连理工大学桥梁工程研究所 大连 116023)



大跨度拱桥主拱肋风载系数的大涡模拟*

应旭永 许福友 张 哲

(大连理工大学桥梁工程研究所 大连 116023)

以某设计中的大跨度拱桥为工程背景，基于ANSYS FLUENT 软件平台对该桥双拱肋精确建模，采用三维大涡模拟方法详细研究了主拱肋的风载系数及其绕流场.计算所得主拱肋不同位置的风载系数是进行结构风载内力计算及随机风振分析的基础.结果表明，上游拱肋的阻力系数略小于单拱肋绕流的数值，下游拱肋主要受负阻力作用；下游拱肋的风载系数脉动值明显大于上游拱肋的数值.上游拱肋的迎风面受正压作用，其他表面主要受负压作用，下游拱肋表面相比上游塔柱表面具有更大的脉动风压.同时给出了拱肋周围的速度等值线图、迹线图和流线图，并通过流场图进一步对计算结果进行了机理解释.

拱肋；风载系数；大涡模拟；计算流体力学；流场

0 引 言

现代大跨度拱桥的跨径日益增大，使得结构的阻尼和刚度大幅度降低，导致结构对风的作用更加敏感，因此桥梁结构的风振稳定性成为大跨度拱桥安全的控制因素之一.在主梁尚未架设前，缺少吊杆主梁体系的约束，拱肋处于刚度较低阻尼较小的自立状态，是拱桥施工过程中最不利的状态[1]和通常风洞气弹模型实验所给出的风致振动位移相比，给出拱肋各截面的风载系数更便于指导其结构设计.此外主拱的……