[發明專利]橋梁橋面的行車穩定性分析方法及裝置

在審

• 申請號: 201910483978.0
• 申請日: 2019-06-04
• 公開（公告）號: CN110276111A
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 上官甦;周奇;劉闖;吳敬武;孫平寬;白墨;李兆鵬;呂曉宇;張春;符策源
• 申請（專利權）人: 中國公路工程咨詢集團有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本發明提供了一種風環境下橋梁橋面的行車穩定性分析方法，包括：對預定橋梁進行建模，確定一模型橋梁；對所述模型橋梁進行風洞試驗，通過布設傳感器測定橋面上各車道不同高度下的風速，計算等效風速U_e。并引入風速折減系數λ和力矩折減系數γ兩個概念表征橋梁結構對側向風的削弱作用。本發明基于模型橋梁上的風洞實驗，引入風速折減系數和力矩折減系，推導了基于上述參數的行車側傾和側滑臨界風速的計算公式，并結合規范有關規定，給出了行車穩定性的評價方法，提高了行車的安全性。

技術領域

本發明涉及行車穩定性分析領域，尤其涉及一種橋梁橋面的行車穩定性分析方法及裝置。

背景技術

隨著社會經濟和交通運輸業的迅速發展，越來越多的大跨度橋梁得以建立，其中相當一部分屬于跨越寬闊江河或海灣的橋梁。由于通航需求，這種大跨度橋梁往往橋面高程高，橋面設計風速高，這意味著橋上行駛的車輛將遭受更大的側風作用。在側風作用下，行駛的車輛不僅舒適性大大降低，同時還存在側傾和側滑等安全問題。大跨度橋梁往往屬于一級公路，通行車輛種類繁多，行駛速度快，這使得側風對車輛行駛穩定的影響變得非常突出。一般來說，車輛側傾在所有交通事故中僅次于汽車碰撞，是造成巨大損失的交通事故之一。

國內外學者對橋面風環境下行車安全性問題進行了一定程度的研究，并取得了一些研究成果。風障是解決橋面行車安全和舒適性的有效手段之一，而設置風障后橋面行車風環境的改善以及行車穩定性評價方法仍值得進一步研究。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明的目的在于提供一種橋梁橋面的行車穩定性分析方法及裝置，以解決上述的至少一項技術問題。

(二)技術方案

本發明實施例提供了一種橋梁橋面的行車穩定性分析方法，包括：

對預定橋梁進行建模，確定一模型橋梁；

對所述模型橋梁進行風洞試驗，確定行車在所述模型橋梁上的等效風速，計算風速折減系數與力矩折減系數；

針對具體車型，根據其尺寸及受力特性抽象出其在風環境下的受力模型，對所述車型進行側傾及側滑分析，通過所述風速折減系數與力矩折減系數計算和側傾臨界風速與側滑臨界風速；

通過所述臨界風速與橋梁實際側向風速對比確定所述行車的穩定性分析結果。

在本發明的一些實施例中，對所述模型橋梁進行風洞試驗，確定行車在所述模型橋梁上的等效風速U_e，計算風速折減系數與力矩折減系數，包括：

將所述模型橋梁放置于風洞試驗室中；

選定與所述模型橋梁的檢修道欄桿相結合的曲線風障；

分別對施工狀態、欄桿狀態和風障狀態的橋面風速剖面進行測試，從而獲取所述等效風速U_e。

在本發明的一些實施例中，確定所述側傾臨界風速U₀，包括：

根據所述等效風速U_e確定無量綱的風速折減系數λ；

確定側向風產生的無量綱的力矩折減系數γ；

對所述行車進行側傾臨界狀態的受力分析，根據所述風速折減系數λ和無量綱的力矩折減系數γ，確定所述側傾臨界風速U₀與側滑臨界風速U′₀。

在本發明的一些實施例中，所述等效風速U_e滿足公式：zr為等效高度，u(z)為z高度處的平均側向風速；

所述風速折減系數λ滿足公式：

U為側向來流風速，r(z)＝u(z)/U，λ為z 高度處的折減風速；