亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        西堠門(mén)大橋橋址處風(fēng)場(chǎng)特性研究

        2010-05-08 12:05:20廖海黎李明水馬存明
        鐵道建筑 2010年5期
        關(guān)鍵詞:風(fēng)速儀摩阻陣風(fēng)

        劉 明,廖海黎,李明水,馬存明

        (西南交通大學(xué) 風(fēng)工程試驗(yàn)研究中心,成都 610031)

        風(fēng)特性的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)是結(jié)構(gòu)風(fēng)工程的主要研究方法之一,尤其是強(qiáng)風(fēng)期間在實(shí)橋上觀測(cè)橋址區(qū)的風(fēng)特性以及橋梁風(fēng)致振動(dòng)的特征和主要參數(shù)。對(duì)于沿海臺(tái)風(fēng)多發(fā)地區(qū),大型結(jié)構(gòu)受強(qiáng)風(fēng)影響更為突出和頻繁,風(fēng)荷載成為作用于結(jié)構(gòu)上的主要荷載之一。為了能夠準(zhǔn)確計(jì)算出作用在結(jié)構(gòu)上的風(fēng)特性,需要對(duì)該地區(qū)進(jìn)行大量風(fēng)實(shí)測(cè),然后對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。本文利用西堠門(mén)大橋中橋址處風(fēng)速儀采集的數(shù)據(jù),對(duì)橋址區(qū)風(fēng)場(chǎng)特性進(jìn)行了較為細(xì)致的分析,為該橋的抗風(fēng)安全性評(píng)估提供了依據(jù)。同時(shí)可為其他大型結(jié)構(gòu),尤其是浙江省其他跨海大橋的抗風(fēng)提供參考。

        1 工程概述

        風(fēng)場(chǎng)實(shí)測(cè)地點(diǎn)在浙江舟山西堠門(mén)大橋橋面上。由于該橋所在地區(qū)天氣氣候復(fù)雜,災(zāi)害性天氣特別是臺(tái)風(fēng)、龍卷風(fēng)、強(qiáng)風(fēng)天氣出現(xiàn)的頻率較內(nèi)陸地區(qū)明顯增多,因此該橋的抗風(fēng)特性不僅成為該橋施工期和運(yùn)營(yíng)期結(jié)構(gòu)安全性的控制因素,也成為其建設(shè)進(jìn)度的重要影響因素。

        脈動(dòng)風(fēng)記錄采用美國(guó)Young公司生產(chǎn)的81000型三維超聲風(fēng)速儀。該風(fēng)速儀能適應(yīng)各種惡劣氣候,實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)速風(fēng)向的精確測(cè)量。超聲風(fēng)速儀固定在距橋面約3 m高處,距離海平面約68 m(見(jiàn)圖1)。

        圖1 西堠門(mén)大橋橋面風(fēng)速儀布置(單位:m)

        2 脈動(dòng)風(fēng)特性計(jì)算

        2.1 平均風(fēng)速和平均方位角

        81000型風(fēng)速儀輸出的每組數(shù)據(jù)包含4個(gè)數(shù),分別為風(fēng)速U,方位角β,攻角α,和大氣溫度。方位角β為來(lái)流與北向順時(shí)針的夾角。取10 min作為樣本的平均時(shí)段,計(jì)算每個(gè)樣本的U、ˉβ、ˉα,此即為每個(gè)樣本的平均風(fēng)速 U,和平均風(fēng)向(ˉβ,ˉα),圖 2、圖 3 分別為一次大風(fēng)過(guò)程中,4個(gè)風(fēng)速儀連續(xù)觀測(cè)的風(fēng)特性實(shí)測(cè)結(jié)果。從中可以看出,四個(gè)風(fēng)速儀輸出的平均風(fēng)速相接近。整個(gè)持續(xù)階段內(nèi)平均風(fēng)速為9.83 m/s,其中最大10 min平均風(fēng)速為19.4 m/s。

        圖2 10 min時(shí)距的平均風(fēng)速

        圖3 10 min時(shí)距的平均風(fēng)向角

        2.2 紊流強(qiáng)度和陣風(fēng)因子

        紊流強(qiáng)度和陣風(fēng)因子是反映大型結(jié)構(gòu)物風(fēng)致振動(dòng)的兩個(gè)重要參數(shù)。紊流強(qiáng)度表示紊流中脈動(dòng)量與平均量的比值,作為確定結(jié)構(gòu)脈動(dòng)風(fēng)荷載的關(guān)鍵參數(shù),定義為風(fēng)的脈動(dòng)分量平均變化幅度(均方差)與平均風(fēng)速之比。根據(jù)我國(guó)規(guī)范,紊流度定義為10 min時(shí)距脈動(dòng)風(fēng)的標(biāo)準(zhǔn)方差與平均風(fēng)速的比值,如式(1)

        其中σi分別表示脈動(dòng)風(fēng)速三個(gè)方向 u(t),v(t)和 w(t)的均方根。日本建筑學(xué)會(huì)推薦估算順風(fēng)向紊流強(qiáng)度的經(jīng)驗(yàn)公式

        4個(gè)風(fēng)速儀平均 Iu、Iv和 Iw的平均值分別為 0.150、0.114 和 0.050。Iu∶Iv∶Iw=1∶0.75∶0.35。式(2)中α為冪指數(shù),根據(jù)《舟山大陸連島工程氣象觀測(cè)、風(fēng)參數(shù)研究專(zhuān)題報(bào)告》,取α=0.16;橋面離水面高度按平均潮位計(jì)算z=68 m,zG表示梯度風(fēng)高度。由式(2)可得Iu=0.147,與實(shí)測(cè)Iu平均值0.15相近。圖4為平均風(fēng)速與紊流強(qiáng)度關(guān)系曲線(xiàn),由圖可見(jiàn),隨著平均風(fēng)速的增大,紊流強(qiáng)度有降低的趨勢(shì)。

        風(fēng)速的脈動(dòng)強(qiáng)度也可用陣風(fēng)因子表示。陣風(fēng)因子通常定義為陣風(fēng)持續(xù)期tg內(nèi)平均風(fēng)速的最大值與10 min時(shí)距的平均風(fēng)速之比

        結(jié)構(gòu)風(fēng)工程中定義陣風(fēng)持續(xù)期為2~3 s,本文取tg=3 s,一般說(shuō)tg越大,對(duì)應(yīng)的陣風(fēng)因子越小。當(dāng)tg=10 min,Gu=1。

        一些學(xué)者對(duì)順風(fēng)向紊流強(qiáng)度與陣風(fēng)系數(shù)以及陣風(fēng)持續(xù)時(shí)間之間關(guān)系進(jìn)行了一些研究,Choi在實(shí)測(cè)風(fēng)速基礎(chǔ)上提出了如下經(jīng)驗(yàn)公式

        4個(gè)風(fēng)速儀平均 Gu、Gv和 Gw的平均值分別為1.32、0.27和0.10。圖5為陣風(fēng)因子與平均風(fēng)速之間的關(guān)系,由圖可見(jiàn),隨著風(fēng)速的增加,陣風(fēng)因子逐漸減小。圖6為陣風(fēng)因子與紊流強(qiáng)度之間的關(guān)系曲線(xiàn)。本文采用的樣本時(shí)間為10 min,tg=3 s。因此,將式(4)修正為

        圖4 順風(fēng)向、橫風(fēng)向、豎向紊流強(qiáng)度與10 min平均風(fēng)速關(guān)系

        圖5 順風(fēng)向、橫風(fēng)向、豎向陣風(fēng)因子與10 min平均風(fēng)速關(guān)系曲線(xiàn)

        圖6 紊流強(qiáng)度與陣風(fēng)因子關(guān)系

        2.3 摩阻速度

        摩阻速度表征了由于地面粗糙效應(yīng)而引起的水平平均動(dòng)量在垂直方向的損失,有時(shí)又稱(chēng)為剪切速度,其平方與Reynolds應(yīng)力成正比。

        式(6)在應(yīng)用于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析時(shí)往往容易受到不穩(wěn)定因素干擾,Tieleman和Mullins推薦采用平方和開(kāi)方計(jì)算,即

        對(duì)接近地面的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)而言,由于橫向分量-v′w′很小,兩式計(jì)算結(jié)果幾乎沒(méi)有差別。在處理高度較大的實(shí)測(cè)風(fēng)速數(shù)據(jù)時(shí),由于橫向分量-′的波動(dòng)較大,式(7)避免了兩 Reynolds應(yīng)力分量之和出現(xiàn)負(fù)值的可能。因此。本文采用式(7)計(jì)算摩阻速度。

        如果大氣邊界層是穩(wěn)定的,摩阻速度主要與地面粗糙程度和平均風(fēng)速大小有關(guān),此時(shí)它與縱向脈動(dòng)速度的均方差也存在較好的比例關(guān)系。如果大氣湍流脈動(dòng)速度的功率譜密度函數(shù)滿(mǎn)足Kaimal譜,那么摩阻速度和縱向脈動(dòng)速度均方差之間的關(guān)系為:

        圖7為平均風(fēng)速與摩阻速度平方值的相關(guān)曲線(xiàn),由圖可見(jiàn),隨著平均風(fēng)速的升高,摩阻速度平方值有增加趨勢(shì)。圖8為縱向脈動(dòng)速度方差與摩阻速度平方值之間的相關(guān)曲線(xiàn),由圖可見(jiàn),兩者間近似線(xiàn)性關(guān)系,用線(xiàn)性擬合可得到關(guān)系式(9),擬合系數(shù)與理論計(jì)算結(jié)果不很一致。對(duì)每個(gè)具體時(shí)段而言,兩者的關(guān)系很不穩(wěn)定,因?yàn)閷?shí)際大氣邊界層湍流很難滿(mǎn)足中性穩(wěn)定層的假設(shè)。

        圖7 平均風(fēng)速與摩阻速度平方值的相關(guān)曲線(xiàn)

        圖8 縱向脈動(dòng)速度方差與摩阻速度平方值的相關(guān)曲線(xiàn)

        2.4 紊流功率譜

        紊流功率譜密度函數(shù)是脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程的主要數(shù)字特征,能夠準(zhǔn)確反映出脈動(dòng)風(fēng)中個(gè)頻率成分所作貢獻(xiàn)的大小。Davenport曾根據(jù)世界上不同地點(diǎn)、不同高度處測(cè)得的強(qiáng)風(fēng)記錄擬合得到水平脈動(dòng)風(fēng)速譜,后來(lái)很多學(xué)者在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn),目前我國(guó)橋梁抗風(fēng)規(guī)范采用的是1972年Kaimal提出的表達(dá)式。

        式中,Su(n)、Sw(n)為順風(fēng)向功率譜密度函數(shù),n為脈動(dòng)風(fēng)頻率;f=nz/U為莫寧坐標(biāo)。

        3 結(jié)論

        本文利用安裝在西堠門(mén)大橋橋面4個(gè)3-D超聲風(fēng)速儀,對(duì)西堠門(mén)大橋橋址處風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)觀測(cè),獲得了長(zhǎng)時(shí)段的穩(wěn)定的強(qiáng)風(fēng)數(shù)據(jù)樣本。對(duì)風(fēng)特性各種參數(shù)及其之間的關(guān)系進(jìn)行了詳細(xì)的分析研究,為進(jìn)一步研究沿海地區(qū)風(fēng)特性提供了有益的參考。

        1)實(shí)測(cè)的脈動(dòng)風(fēng)紊流強(qiáng)度平均值分別為:Iu=0.15,Iv=0.114,Iw=0.05,三者的比值平均為 Iu∶Iv∶Iw=1∶0.75∶0.35。與我國(guó)《公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)指南》規(guī)定有一定差別,可能是因?yàn)楸疚慕Y(jié)果為一次大風(fēng)實(shí)測(cè)結(jié)果,若選取不同時(shí)段實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),其分析結(jié)果可能更接近規(guī)范值。

        2)通過(guò)紊流強(qiáng)度和陣風(fēng)因子與平均風(fēng)速變化曲線(xiàn)可見(jiàn),隨著平均風(fēng)速的升高,紊流強(qiáng)度和陣風(fēng)因子有下降的趨勢(shì)。修正后的經(jīng)驗(yàn)公式能夠很好地描述陣風(fēng)因子與紊流強(qiáng)度之間的關(guān)系。

        3)隨著平均風(fēng)速的升高,摩阻速度平方值有增加趨勢(shì)??v向脈動(dòng)風(fēng)速方差和摩阻速度平方間存在近似的線(xiàn)性關(guān)系=-0.18+2.53,與理論值6.0不很一致,表明摩阻速度容易受到大氣湍流不穩(wěn)定因素影響。

        4)實(shí)測(cè)湍流功率譜曲線(xiàn)縱向分量接近于 Kaimal譜曲線(xiàn),豎直分量接近于Panofsky譜曲線(xiàn)。實(shí)測(cè)譜與Panofsky曲線(xiàn)吻合程度較好,而縱向譜與 Kaimal譜吻合不是很好,實(shí)測(cè)湍流功率譜曲線(xiàn)在低頻段比理論曲線(xiàn)略高,而在高頻段的能量略低。

        [1]龐加斌,林志興,葛耀君.浦東地區(qū)近地強(qiáng)風(fēng)特性觀測(cè)研究[J].流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)與測(cè)量,2002,16(3):32-39.

        [2]武占科,趙林,朱樂(lè)東.上海市環(huán)球金融中心工程場(chǎng)地風(fēng)環(huán)境特性觀測(cè)分析[C]//第十三屆全國(guó)結(jié)構(gòu)風(fēng)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集,大連:54-60.

        [3]梁柱,李娜,張新越 深圳灣大橋?qū)崪y(cè)風(fēng)場(chǎng)參數(shù)與風(fēng)致拉索振動(dòng)響應(yīng)分析[J].鐵道建筑,2009(9):29-32.

        [4]Fu J Y,Li Q S,Wu J R,et al.Field measurements of boundary layer wind characteristics and wind-induced responses of super-tallbuildings[J]. Wind Engineering and Industrial Aerodynamics,2008(96):1332-1358.

        [5]李?lèi)?ài)群,王浩,謝以順.基于SHMS的潤(rùn)揚(yáng)懸索橋橋址區(qū)強(qiáng)風(fēng)特性[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2007,37(3):508-511.

        [6]Li Q S,Xiao Y Q,F(xiàn)u J Y,et al.Full-scale measurements of wind effects on the Jin Mao building[J].Wind Engineering and Industrial Aerodynamics,2007(95):445-466.

        [7]同濟(jì)大學(xué)土木工程防災(zāi)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室.江蘇省蘇通公路大橋橋位湍流特性觀測(cè)分析[R].上海:同濟(jì)大學(xué)土木工程防災(zāi)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,2003.

        猜你喜歡
        風(fēng)速儀摩阻陣風(fēng)
        自制風(fēng)速儀
        風(fēng)洞變頻調(diào)速系統(tǒng)對(duì)熱線(xiàn)風(fēng)速儀的影響及解決方法研究
        基于固定式風(fēng)速儀滑行法的法規(guī)分析
        陣風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)
        軍事文摘(2021年19期)2021-10-10 13:29:36
        法國(guó)陣風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)
        軍事文摘(2021年17期)2021-09-24 01:11:46
        陣風(fēng)勁吹
        航空世界(2018年12期)2018-07-16 08:34:50
        市政橋梁預(yù)應(yīng)力管道摩阻系數(shù)測(cè)試研究
        江西建材(2018年4期)2018-04-10 12:37:20
        “小旋風(fēng)”風(fēng)速儀
        計(jì)算隱式摩阻系數(shù)方程數(shù)值解的簡(jiǎn)便方法
        考慮扶正器影響的套管摩阻計(jì)算方法研究
        少妇被粗大的猛进69视频| 国产最新网站| 国产精品一区2区三区| 国产av精品久久一区二区| 亚洲av网站在线观看一页| 亚洲一区二区三区av无码| 久久久精品人妻一区亚美研究所| 99久久久精品免费| 国产丝袜长腿在线看片网站| 久久亚洲av成人无码国产最大| 国产中文欧美日韩在线| 日本污视频| av一区二区三区高清在线看| av剧情演绎福利对白| 日产无人区一线二线三线乱码蘑菇| 精品免费福利视频| 国产精品女人一区二区三区| 国产精品成人亚洲一区| 日本老熟妇50岁丰满| 亚洲黄色尤物视频| 日韩黄色大片免费网站| 无遮挡1000部拍拍拍免费| 国产又黄又大又粗的视频| 亚洲国产一区二区三区最新| av中文字幕性女高清在线| 国产老熟妇精品观看| 成人h动漫精品一区二区| 美女视频永久黄网站免费观看国产| 亚洲精品女同一区二区三区| 毛片免费视频在线观看| 9999毛片免费看| 亚洲国产黄色在线观看| 国产特级毛片aaaaaa高潮流水| 中文字幕乱码免费视频| 亚洲日本国产乱码va在线观看| 国产激情在线观看免费视频| 亚洲综合在线一区二区三区| 91综合在线| 在线观看国产激情免费视频| 欧美日韩精品一区二区视频| japanese无码中文字幕|