刘梦捷 蒋明敏

（中建路桥集团有限公司，河北 石家庄 050001）

胭脂河大桥位于河北省阜平县胭脂河河谷上，地形的起伏容易使某个区域的风速增大，胭脂河桥址地区为峡谷地形，地形起伏，风环境复杂，风场受地形影响较大。有必要模拟桥址地区的风场并分析。桥梁在施工期，最大悬臂状态下的刚度最小，风对桥梁影响最大，故本文选取研究了桥梁施工期的最大悬臂状态。运用Fluent软件计算胭脂河桥址地区的风场环境数值。通过改变风攻角和得到胭脂河桥梁周围的风场特性，并计算胭脂河桥主梁断面静力三分力系数。

一、数值模拟

（一）静力三分力系数

三分力无量纲化就是三分力系数。静力三分力分为阻力、升力和静力矩。体轴坐标系下的三分力形式，如图1所示。

图1是以桥梁主梁截断面建立坐标系来定义风荷载三分力，但是在桥梁节段风洞试验时，是按照风的来流方向建立坐标系。为了方便，需要将体轴下的静力三分力系数转换到风轴之下，如图2所示。

图1 体轴坐标系下三分力

图2 风轴坐标系下三分力

对比发现静力矩在两个坐标系下相同，将风轴坐标系下的三分力表示为升力、阻力和静力矩。那么两个坐标系下的转换关系如式1所示，式中α为瞬时风攻角。

三分力系数转换为单位长度的静力风荷载计算方法如下。

（1）体轴坐标系：

（2）风轴坐标系：

式中U为平均风速；D为主梁断面高；B为主梁断面宽；ρ为空气密度；CH、CV、CM为体轴坐标系下对应的三分力系数；……