大跨徑橋梁風(fēng)洞試驗(yàn)

大跨徑橋梁風(fēng)洞試驗(yàn)姓名：XXX專業(yè)：橋梁與隧道工程目錄1，引言（why）2，橋梁風(fēng)洞試驗(yàn)簡介（what）3，常見橋梁風(fēng)洞試驗(yàn)（how）4，結(jié)語引言風(fēng)災(zāi)是自然災(zāi)害中發(fā)生最頻繁的一種，也是給人類生命財(cái)產(chǎn)帶來巨大危害的自然災(zāi)害。1940年美國的舊塔科馬橋（OldTacomaBridge)被8級(jí)大風(fēng)吹毀。事故發(fā)生使人們認(rèn)識(shí)到大跨橋梁只考慮靜風(fēng)荷載是不夠的，而應(yīng)更多地對風(fēng)致振動(dòng)響應(yīng)機(jī)理做出科學(xué)分析。從此，橋梁抗風(fēng)研究成了橋梁領(lǐng)域的熱點(diǎn)課題，橋梁風(fēng)工程學(xué)應(yīng)運(yùn)而生(邊緣分支學(xué)科）。橋梁風(fēng)工程學(xué)的研究方法主要有三種,風(fēng)洞試驗(yàn)（重點(diǎn)）只是其中之一、另外兩種是現(xiàn)場觀察以及數(shù)值模擬。橋梁風(fēng)洞試驗(yàn)簡介風(fēng)洞(WindTunnel)就是用來研究空氣動(dòng)力學(xué)的一種大型試驗(yàn)設(shè)施。風(fēng)洞其實(shí)不是個(gè)洞，而是一條大型隧道或管道，里面有一個(gè)巨型扇葉，能產(chǎn)生一股強(qiáng)勁氣流。（5-25音速,32.6m/s)世界上公認(rèn)的第一個(gè)風(fēng)洞是英國人于1871年建成的。飛機(jī)制造業(yè)上最先應(yīng)用風(fēng)洞。從上世紀(jì)60年代起，世界各大汽車公司和有關(guān)機(jī)構(gòu)也開始建立自己的風(fēng)洞試驗(yàn)室。橋梁風(fēng)洞試驗(yàn)：在風(fēng)洞中安置橋梁模型，研究氣體流動(dòng)及其與模型的相互作用，以了解實(shí)際橋梁的空氣動(dòng)力學(xué)特性的一種空氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)方法。（簡而言之）

各種風(fēng)洞試驗(yàn)香港青馬大橋全橋氣動(dòng)彈性模型風(fēng)洞試驗(yàn)英國千年橋橋址風(fēng)環(huán)境風(fēng)洞試驗(yàn)橋梁風(fēng)洞試驗(yàn)簡介前面我們講的大致回答了什么是橋梁風(fēng)洞試驗(yàn)和為什么要做風(fēng)洞試驗(yàn)兩個(gè)問題，那么接下來我們重點(diǎn)來看一下具體的橋梁風(fēng)洞試驗(yàn)怎么做。一般來說有三種常見的橋梁風(fēng)洞試驗(yàn)，分別是：靜力三分力試驗(yàn)、彈簧懸掛剛體節(jié)段模型試驗(yàn)、全橋氣動(dòng)彈性模型試驗(yàn)。另外還有拉條模擬實(shí)驗(yàn)、橋塔模擬試驗(yàn)等。常見橋梁風(fēng)洞試驗(yàn)1，靜力三分力試驗(yàn)是指橋梁斷面在平均靜氣動(dòng)力作用下阻力、升力和扭轉(zhuǎn)力矩及其隨攻角的變化。以三分力系數(shù)表示如下：阻力系數(shù)

升力系數(shù)扭轉(zhuǎn)系數(shù)式中：ρ—空氣密度V—來流速度

Ｂ、Ｌ—橫斷面寬度和長度常見橋梁風(fēng)洞試驗(yàn)在進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)前，首先制作剛性模型，要滿足橋梁構(gòu)件有關(guān)參數(shù)的相似性；試驗(yàn)中，測出橋梁的阻力，升力和扭矩系數(shù)后，便可確定橋梁的馳振穩(wěn)定性，如果升力曲線出現(xiàn)了負(fù)斜率值，則橋梁的馳振穩(wěn)定性不滿足要求。常見橋梁風(fēng)洞試驗(yàn)驗(yàn)２，彈簧懸掛剛體體節(jié)段模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)大跨度橋梁最最關(guān)心的問題之一一就是橋梁是否會(huì)會(huì)出現(xiàn)顫振失穩(wěn)。。橋梁抗風(fēng)規(guī)范規(guī)規(guī)定，若以統(tǒng)計(jì)概概率確定的橋梁設(shè)設(shè)計(jì)風(fēng)速，，實(shí)際橋梁的的顫振檢驗(yàn)風(fēng)速應(yīng)應(yīng)高于1.2。模型除滿足幾何相相似之外，還應(yīng)滿滿足以下動(dòng)力參數(shù)數(shù)的相似性：慣性性參數(shù)，；風(fēng)速速參數(shù)，，阻阻尼參數(shù)，，。其其中m，I分別為質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)慣量;V為風(fēng)速；,分別為豎向振動(dòng)頻頻率和扭轉(zhuǎn)常見橋梁風(fēng)洞試驗(yàn)驗(yàn)振動(dòng)頻率；為為空氣密度；B為橋面寬度；,為豎向阻尼比和扭扭轉(zhuǎn)阻尼比。滿足上述條件相似似后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)得得到顫振檢驗(yàn)風(fēng)速速還原到實(shí)橋的顫顫振檢驗(yàn)風(fēng)速，可可滿足大多數(shù)橋梁梁工程的抗風(fēng)要求求。常見橋梁風(fēng)洞試驗(yàn)驗(yàn)3，全橋氣動(dòng)彈性模模型試驗(yàn)為了更好地研究整整個(gè)結(jié)構(gòu)體系在風(fēng)風(fēng)場中的振動(dòng)響應(yīng)應(yīng)，并對于某些造造型新穎的橋梁做做出準(zhǔn)確的抗風(fēng)性性能評估而做的試試驗(yàn)。試驗(yàn)要對橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)所處橋位出出的紊流場進(jìn)行行模擬，故要保保證處于紊流場場中的模型相似似性，需要保證證以下幾個(gè)參數(shù)數(shù)：慣性參數(shù)、、彈性參數(shù)、重重力參數(shù)、粘性性參數(shù)、阻尼參參數(shù)、幾何參數(shù)數(shù)、風(fēng)速梯度、、紊流強(qiáng)度、規(guī)規(guī)一化的功率譜譜、折算頻率、、尺度比、頻率率比。鑒于這些些相似性不可能能全部同時(shí)滿足足，對于不同構(gòu)構(gòu)造，優(yōu)先滿足足順序不盡一致致。常見橋梁風(fēng)洞試試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果以測定定點(diǎn)的風(fēng)速—振幅響應(yīng)曲線來表示。主梁、、塔柱、塔墩等等部分模型通常常由模擬其剛度度的剛性芯棒、、模擬其外形和和質(zhì)量、質(zhì)量分分布的外衣組合合而成。應(yīng)避免免模型外衣對模模型整體剛度產(chǎn)產(chǎn)生附加剛度的的影響，并注意意阻尼相似條件件的滿足。在模模型裝配完成后后，應(yīng)對其動(dòng)力力特性進(jìn)行測試試，以確保模型型實(shí)測值與預(yù)期期目標(biāo)相一致或或在一定誤差控控制范圍以內(nèi)。。結(jié)語實(shí)踐證明，風(fēng)荷荷載已成為大跨跨徑橋梁的設(shè)計(jì)計(jì)控制荷載，而而鈍體空氣動(dòng)力力學(xué)理論上的缺缺憾使得風(fēng)洞試試驗(yàn)成為橋梁抗抗風(fēng)性能研究的的主要手段。橋梁風(fēng)洞試驗(yàn)的的方法，手段以以及試驗(yàn)儀器已已得到很大發(fā)展展和完善，但其其依舊存在一些些問題亟待解決決。例如一直困困擾抗風(fēng)工作者者的雷諾