理论教育 桥位风攻角及攻角散布范围

桥位风攻角及攻角散布范围

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:如图2.46所示为桥位处风攻角均值随高度的变化。由图2.45和图2.46可知,较大的风攻角主要集中在离地高80 m以下的低空,这是由于低空风速较小,且受地形影响较大,低空风向也较为紊乱,这些因素造成低空的攻角较离散。因此,风攻角的散布范围也相应变小。可知,概率均值与桥面高度处的风攻角均值是基本一致的。图2.48给出了桥梁设计高度处风攻角随桥面高度处水平风速的变化。

桥位风攻角及攻角散布范围

本节分析数据仍选择桥面设计高度处平均风速大于10.0 m/s和有效测试高度超过桥面设计高度的平均风剖面观测样本进行分析,共筛选出了1 080条风剖面观测样本。实测中得到U,V,W 3个方向上的平均风速UU,UV,UW,按式(2.3)可求得相应的风攻角α。同时,定义当风速的垂直分量UW竖直向上时风攻角为正;反之,为负。桥面设计高度处风速大于10.0 m/s时,风攻角随离地高度的变化规律如图2.45所示。其中,两条横线包含的范围是自动气象站至桥面设计高度的范围(海拔高度为1 530 m≤Z≤1 608 m),即

式中 α——风攻角,(°)。

图2.45 桥位处风攻角

图2.46 桥位处风攻角均值(www.daowen.com)

如图2.45所示为桥位处的风攻角随高度的分布情况。可知,桥位处风攻角的数值虽然比较离散,但是随着海拔高度的增加,风攻角的离散范围有减小的趋势。如图2.46所示为桥位处风攻角均值随高度的变化。可知,随着高度的增加风攻角由正攻角转为负攻角,在离地高度为150~400 m攻角均值趋于一个稳定值-4.5°。由图2.45和图2.46可知,较大的风攻角主要集中在离地高80 m以下的低空,这是由于低空风速较小,且受地形影响较大,低空风向也较为紊乱,这些因素造成低空的攻角较离散。随着高度的增加,风速不断增大,且山谷也变得相对开阔,地形的影响在逐渐减小。因此,风攻角的散布范围也相应变小。又知,桥位处风攻角均值随高度的增加由正攻角转为负攻角,现场多次实测和观测表明负攻角偏多的原因是大桥位于深切峡谷中较底部的位置,桥位处的来流主要是两岸雪山和谷底之间的温差形成的山风,山风大部分均是从上往下流动,从而使桥位处的风攻角以负攻角居多。

为考察桥面高度处风攻角的概率分布情况,图2.47给出了桥面设计高度处风攻角概率分布,通过高斯拟合得出其概率均值为-4.46°,标准差为5.9。可知,概率均值与桥面高度处的风攻角均值是基本一致的。图2.48给出了桥梁设计高度处风攻角随桥面高度处水平风速的变化。随着风速的增大,桥面高度处风攻角的离散度在减小,即风速越大风攻角的波动越小,并且其风攻角数值也越小,最后逐渐趋于-5.0°。

图2.47 风攻角概率分布

图2.48 风攻角随风速变化

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