为研究风屏障布局对公铁同层桁架桥-列车系统气动特性影响,以高为2.5 m、透风率为30%的风屏障为例,对某大跨度公铁同层钢桁架悬索桥进行节段模型风洞试验,测试不同风屏障布置形式(单、双侧)和布置位置(内、外侧)条件下车桥系统气动特性。研究结果表明当风屏障布置在主梁外侧时,风屏障对主梁阻力系数的影响大于其布置在内侧时的影响,风屏障对列车的遮挡效果也比风屏障布置在内侧的遮挡效果好;下游内侧风屏障对车桥系统气动特性几乎无影响,但下游外侧风屏障不仅会增大主梁阻力系数,同时能减小列车升阻力系数,影响列车各面风压特别是背风面负压区;在该桁架桥外侧布置双侧风屏障时,主梁阻力系数仅增大10%,而列车阻力系数减小55%,风屏障效果较好。

公铁同层桁架桥内的列车所处风环境复杂,随着公铁同层桥梁桥面越来越宽,侧风作用下列车的安全问题越来越突出。为研究风屏障对公铁同层桁架桥-列车系统气动特性影响,对某大跨度公铁同层桁架悬索桥进行节段模型风洞试验,以30%透风率风屏障为例,测试了不同风屏障布置形式(单、双侧)、布置位置(内、外侧)和4种高度(2.5 m、3.0 m、3.5 m和4.0 m)条件下车桥系统气动特性。结果表明下游内侧风屏障对车桥系统气动特性几乎无影响,但下游外侧风屏障会增大主梁阻力系数,同时减小列车升阻力系数,影响列车背风面负压区甚至列车其余各面风压;风屏障布置在外侧时对主梁阻力系数的影响大于风屏障布置在内侧时,对列车的遮挡效果也优于风屏障布置在内侧时;随着风屏障高度增加,主梁阻力系数逐渐增大,列车升阻力系数逐渐减小,但车桥气动力系数随风屏障的...

基于列车测压试验,以平层公铁桥梁和CRH2列车为背景,分析了风屏障对平层公铁桥上列车表面风压分布的影响,研究了有无风屏障时列车表面压力以及气动力的跨向相关性的变化规律。研究结果表明设置风屏障后,列车迎风面与背风面、顶面和底面风压差随风屏障透风率的减小而减小,使得列车总体侧力和升力减小,风屏障透风率为20%时,列车表面脉动压力分布较均匀,有利于桥上列车运行时的安全与舒适。风屏障的防风效果不会随着风屏障高度的增加一直变好,透风率为40%时,风屏障存在一个最优高度3.5 m。风屏障透风率对列车迎风面以及顶面圆弧过渡段表面风压的影响明显大于高度。设置风屏障后,列车底面和背风面测点压力跨向相关性更好,风屏障的挡风效应增强了这两部分展向流场的一致性,使流体的脱落点更一致。随着跨向间距的增大,气动力的相关性越...

采用数值模拟方法分别建立桥上静态和移动列车数值模型,基于2种模型研究不同风向角及风屏障对桥上列车和桥梁气动特性的影响规律。结果表明当风向角小于42°时,头车的阻力系数最大可达中车的1.5倍,且远大于尾车,因此头车是桥上列车运行时的关键部位,其行车安全受横风影响更大;2.05 m风屏障对列车和桥梁的气动特性影响十分显著,有效减小了移动列车和桥梁的表面风压和气动力,降低了横风对列车和桥梁的影响,有助于提高桥上列车的安全性;而对于桥上静态列车模型而言,在风向角为90°时列车的气动力和表面风压会因风屏障而增大;总体而言,合成风向角法可以在很大程度上反映列车在上游桥道运行时的气动特性,但受风屏障影响时该方法不再适用;当列车在桥上运行时,横风与列车风叠加产生的气动特性表现出十分显著的瞬态效应,静态模型无法揭示桥...

为研究桥上风屏障局部破坏对桥梁列车行车安全性的影响,以某四塔公铁两用斜拉桥为背景,进行列车动力响应和行车安全性影响参数分析。推导列车通过风屏障破坏段时车辆和桥梁的风荷载,并通过桥梁和列车节段模型风洞试验,测得计算所需气动力系数;在此基础上建立风-车-轨-桥耦合振动模型,研究了风屏障破坏段长度、平均风速和列车车速对列车动力响应及行车安全的影响。结果表明突风效应会导致列车横向位移达到最大值,遮风效应会使列车横向加速度达到最大值;随风屏障破坏段长度、平均风速和列车车速的增加,列车动力响应随之增加;风屏障破坏会增加列车的轮重减载率和脱轨系数,并且高风速下各节车辆在风屏障破坏段的脱轨系数差异较大;仅在风速不大于10 m/s时,列车可以180 km/h的车速安全通过风屏障破坏段。

为研究不同风向角下高速铁路列车气动力特性,分析流线型列车周围流场结构差异对列车气动力影响,以高速铁路典型CRH2列车为研究背景,采用风洞试验和数值模拟相结合的研究手段对不同工况下列车气动力和流场结构进行分析。研究结果表明测压和测力试验结果具有很好的一致性,数值模拟与风洞试验结果吻合良好,可用来分析风向角对列车气动特性的影响;分析得出头车和中车的风压分布和气动力变化规律显著不同,随着风向角的增大,头车侧力系数和升力系数先增大后减小,在风向角为60°左右达到最大值,中车侧力系数和升力系数一直增大,列车绕流状态具有明显的三维特性,不同风向角下气流绕列车呈不同绕流形式,在小于60°风向角下,列车绕流场主要呈流线型结构绕流特性,而大于60°风向角下,列车绕流场主要表现为钝体绕流特性,两种不同绕流状态导致...

大跨度斜拉桥拉索的大幅振动及其控制越来越引起人们的重视,应用磁流变阻尼器进行拉索减振是一种新的探索.文中介绍在洞庭湖大桥应用磁流变阻尼器进行拉索减振的试验研究情况,得到了安装阻尼器前后拉索的动力特性,结果显示拉索系统的模态频率在安装阻尼器后增大了3%～4%,模态阻尼比无阻尼器时增大了3倍～6倍.磁流变阻尼器的减振效果经历了实际风雨振的检验,在其他拉索发生大幅振动的情况下,装有磁流变阻尼器的拉索稳定如常,其振幅减小20倍～30倍.证明该阻尼器是拉索减振的有效手段.这些对于应用磁流变阻尼器进行拉索振动控制具有一定的指导意义.