何旭輝，方東旭，王漢封，李　歡

(1.中南大學(xué) 土木工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙　410075；2.中南大學(xué) 高速鐵路建造技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙　410075)

隨著橋梁施工技術(shù)、計(jì)算水平和材料性能的快速發(fā)展，斜拉橋因其造型美觀、造價(jià)經(jīng)濟(jì)、施工方便、跨越能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)得到了飛速發(fā)展，被認(rèn)為是跨徑在200～1 000 m范圍內(nèi)最適宜的橋梁形式[1-4]。隨著斜拉橋跨徑的逐步增大，與其相適應(yīng)的超高橋塔的建設(shè)是橋梁發(fā)展的必然趨勢(shì)，目前世界上大多數(shù)橋塔高度不超過(guò)250 m，塔高300 m以上已屬于超高橋塔范疇[5-6]。大跨斜拉橋本身就是一種在風(fēng)載作用下易發(fā)生振動(dòng)和變形的柔性結(jié)構(gòu)，塔高的增加導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變得更柔、阻尼更小，又由于施工階段沒(méi)有拉索的約束，其施工階段抗風(fēng)穩(wěn)定性比成橋狀態(tài)更低，因此橋塔自立狀態(tài)下的抗風(fēng)性能已經(jīng)成為影響其設(shè)計(jì)和施工的控制因素[7-9]。

橋塔的風(fēng)致響應(yīng)主要包括靜風(fēng)穩(wěn)定性、渦激共振、馳振和抖振等，而橋塔氣動(dòng)力系數(shù)是抖振、馳振、靜風(fēng)穩(wěn)定性分析與靜陣風(fēng)荷載計(jì)算的基礎(chǔ)參數(shù)，因此氣動(dòng)力系數(shù)是研究橋塔抗風(fēng)最為重要的內(nèi)容之一[10]。目前獲得氣動(dòng)力系數(shù)主要有3種方法，即現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)壓實(shí)測(cè)、數(shù)值模擬計(jì)算、風(fēng)洞測(cè)力/測(cè)壓試驗(yàn)?，F(xiàn)場(chǎng)風(fēng)壓實(shí)測(cè)受測(cè)點(diǎn)布置、儀器安裝和天氣條件等限制很難獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。數(shù)值模擬計(jì)算較難保證存在明顯三維空間流動(dòng)效應(yīng)復(fù)雜橋塔計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確度。風(fēng)洞測(cè)力/測(cè)壓試驗(yàn)具有一定的普遍性和準(zhǔn)確性，是結(jié)構(gòu)風(fēng)載靜動(dòng)力分析的最根本方法。但一般來(lái)講，風(fēng)洞測(cè)力試驗(yàn)僅能得到結(jié)構(gòu)整體氣動(dòng)力。禹見(jiàn)達(dá)等[11]通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)得到了洞庭湖大橋塔頂?shù)娘L(fēng)場(chǎng)和風(fēng)壓特性，研究了風(fēng)壓系數(shù)和風(fēng)場(chǎng)湍流度等，但其僅測(cè)試了塔頂1個(gè)斷面的風(fēng)壓時(shí)程，結(jié)果不能很好地反映實(shí)塔情況，參考價(jià)值有限；李勝利等[12]通過(guò)數(shù)值模擬的方法計(jì)算了門(mén)型橋塔靜氣動(dòng)力系數(shù)和馳振力系數(shù)，得到兩塔柱間氣動(dòng)干擾對(duì)氣動(dòng)力系數(shù)影響明顯的結(jié)論，但未說(shuō)明具體的影響趨勢(shì)，忽略了氣動(dòng)干擾的雷諾數(shù)效應(yīng)；李永樂(lè)等[13]通過(guò)剛性模型風(fēng)洞測(cè)力試驗(yàn)，測(cè)試了獨(dú)柱式變截面傾斜橋塔的氣動(dòng)力系數(shù)，分析了橋塔三維繞流的影響，但文中假定阻力系數(shù)沿高度線(xiàn)性變化可能會(huì)引起一定誤差；陶齊宇等[14]通過(guò)剛性模型風(fēng)洞測(cè)力試驗(yàn)研究了H形橋塔氣動(dòng)力系數(shù)的雷諾數(shù)效應(yīng)和隨風(fēng)偏角的變化規(guī)律，但其節(jié)段氣動(dòng)力是在假定各斷面具有相同氣動(dòng)力系數(shù)的基礎(chǔ)上得到的，加之塔柱間可能存在干擾效應(yīng)，故其結(jié)果可能與實(shí)際存在較大誤差。目前國(guó)內(nèi)外鮮有采用風(fēng)洞剛性模型測(cè)壓試驗(yàn)進(jìn)行橋塔氣動(dòng)特性研究，所分析橋塔多不屬于超高橋塔，并且主要為兩肢柱結(jié)構(gòu)形式，對(duì)4根肢柱橋塔的氣動(dòng)特性和干擾效應(yīng)的研究十分有限。

本文針對(duì)某擬建大跨度山區(qū)超高斜拉橋橋塔，通過(guò)風(fēng)洞剛性模型測(cè)壓試驗(yàn)，研究橋塔整體與塔柱節(jié)段氣動(dòng)力系數(shù)隨風(fēng)偏角和風(fēng)速的變化規(guī)律，分析不同肢柱數(shù)量的氣動(dòng)干擾效應(yīng)及其對(duì)整塔的影響。

1　工程背景

某擬建大跨度山區(qū)超高三塔雙索面斜拉橋的跨徑布置為(249.5+550+550+249.5)m，全橋總長(zhǎng)為1 599 m，三塔高度分別為320，328和298 m，中塔高度僅比法國(guó)米約大橋最高塔低15 m，居世界第二；橋塔全部暴露在大氣中，橋面與河流平均水位的垂直距離高達(dá)292.3 m，超越法國(guó)米約大橋，居世界第一，橋塔結(jié)構(gòu)及截面形式如圖1所示。圖中：B為順橋向?qū)挾龋籇為橫橋向?qū)挾?；d

為橫橋向肢間距；b為順橋向肢間距；β為截面外輪廓對(duì)角線(xiàn)與橫橋向的夾角；γ為截面外輪廓對(duì)角線(xiàn)與順橋向的夾角。

圖1　橋塔結(jié)構(gòu)形式及各節(jié)段尺寸圖(單位：m)

根據(jù)該橋塔肢柱數(shù)量的變化特點(diǎn)，將橋塔沿高度方向劃分為4個(gè)節(jié)段，不同節(jié)段截面尺寸信息(部分結(jié)果取整數(shù))見(jiàn)表1。截面倒角半徑r均為0.5 m。

表1　中塔截面信息

注：Ai為各節(jié)段順橋向投影面積。

采用大型通用有限元軟件Ansys建立橋塔自立狀態(tài)模型進(jìn)行動(dòng)力特性分析，橋塔自立狀態(tài)自振頻率見(jiàn)表2。由表2可知，最不利橋塔為中塔，其1階彎曲(橫順橋向)、扭轉(zhuǎn)頻率均最低，故取中塔為試驗(yàn)研究對(duì)象。

表2　橋塔自立狀態(tài)自振頻率　Hz

2　橋塔剛性模型測(cè)壓試驗(yàn)

橋塔剛性測(cè)壓模型不考慮結(jié)構(gòu)的氣彈效應(yīng)，嚴(yán)格遵循氣動(dòng)外形相似，包括截面倒角等的模擬。模型采用1∶225縮尺比，高1.493 m(含承臺(tái))，各個(gè)部分尺寸均按照縮尺比加工，由厚3 mm高強(qiáng)有機(jī)玻璃板激光切割拼裝而成。橋塔模型與風(fēng)洞底轉(zhuǎn)盤(pán)系統(tǒng)剛性連接，并用2根φ1.5 mm鋼絲將模型頂部與風(fēng)洞壁相連，保證模型在試驗(yàn)過(guò)程中未發(fā)生任何振動(dòng)。橋塔測(cè)點(diǎn)共布置250個(gè)，分布在19個(gè)截面上，其中最大橫向積分長(zhǎng)度約為47 mm，最小約為18 mm，測(cè)點(diǎn)截面分別位于各個(gè)節(jié)段的兩端和高度的三(四)等分處，試驗(yàn)測(cè)壓模型、坐標(biāo)系定義及測(cè)點(diǎn)布置如圖2所示。圖中：v為風(fēng)洞來(lái)流風(fēng)速；θ為風(fēng)偏角；FH，F(xiàn)V和MT為體軸坐標(biāo)系下氣動(dòng)力分量；FD，F(xiàn)V為風(fēng)軸坐標(biāo)系下氣動(dòng)力分量。

本試驗(yàn)在中南大學(xué)高速鐵路建造技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室——風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室高速段(高3 m，寬3 m，長(zhǎng)15 m)進(jìn)行，該風(fēng)洞為雙試驗(yàn)段回流式低速風(fēng)洞，其中高速試驗(yàn)段風(fēng)速在0～94 m·s-1范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，湍流度小于0.5%。由于橋塔沿軸線(xiàn)中心對(duì)稱(chēng)，故試驗(yàn)風(fēng)偏角分別取為0°(順橋向)，15°，30°，45°，60°，75°和90°(橫橋向)。試驗(yàn)風(fēng)速分別為5，10，15，20，25，30和35 m·s-1共7種風(fēng)速，特征尺寸取橋塔模型橫橋向?qū)挾?50.5～176.0 mm范圍變化)，對(duì)應(yīng)雷諾數(shù)變化范圍為Re=1.7×104～4.1×105。試驗(yàn)中將皮托管固定于1.4 m高度處進(jìn)行塔頂實(shí)際風(fēng)速測(cè)量。用內(nèi)徑0.6 mm、長(zhǎng)度約1 m的測(cè)壓管將模型表面測(cè)壓孔與4個(gè)DSM3400電子式壓力掃描閥相連，對(duì)250個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行同步測(cè)量，掃描閥分別置于橋塔第4節(jié)段內(nèi)和風(fēng)洞底的轉(zhuǎn)盤(pán)中，設(shè)定采樣頻率為625 Hz，各測(cè)點(diǎn)采樣點(diǎn)數(shù)均為2萬(wàn)個(gè)。通過(guò)掃描閥測(cè)量橋塔塔身風(fēng)壓分布，對(duì)面積分得到整塔以及各個(gè)節(jié)段塔柱的三分力系數(shù)時(shí)程和風(fēng)載。

圖2　試驗(yàn)測(cè)壓模型與坐標(biāo)系定義

圖3　風(fēng)洞自由流無(wú)量綱時(shí)均風(fēng)速沿高度方向分布

圖4　風(fēng)洞自由流湍流度Iu沿高度方向分布

3　橋塔氣動(dòng)力及干擾效應(yīng)分析

3.1　橋塔整體氣動(dòng)力分析

體軸坐標(biāo)系下三分力系數(shù)的計(jì)算式為

(1)

(2)

(3)

其中，

CPi=(Pi-P∞)/(P0-P∞)

式中：CH，CV和CM分別為體軸坐標(biāo)系下阻力系數(shù)，升力系數(shù)和扭矩系數(shù)；ρ為空氣密度，取1.225 kg·m-3；A為模型在0°風(fēng)偏角時(shí)的迎風(fēng)投影面積，計(jì)算整體氣動(dòng)力系數(shù)時(shí)取整塔投影面積，計(jì)算各節(jié)段氣動(dòng)力系數(shù)時(shí)取各節(jié)段對(duì)應(yīng)投影面積；Si為測(cè)點(diǎn)i的積分面積；αi為測(cè)點(diǎn)i的外法向量在XOY平面內(nèi)投影與X軸的夾角；Bi為測(cè)點(diǎn)i所處截面的截面寬度，取橋塔在0°風(fēng)偏角時(shí)對(duì)應(yīng)截面的整體輪廓寬度；CPi為測(cè)點(diǎn)i處的風(fēng)壓系數(shù)；Pi為試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)的風(fēng)壓；P0為風(fēng)洞總壓；P∞為風(fēng)洞靜壓。

試驗(yàn)分析采用風(fēng)軸坐標(biāo)系下氣動(dòng)力系數(shù)，其與體軸坐標(biāo)系下的氣動(dòng)力系數(shù)轉(zhuǎn)換公式為

(4)

式中：CD，CL為風(fēng)軸坐標(biāo)系下阻力系數(shù)和升力系數(shù)。

橋塔整體三分力系數(shù)直接影響著橋塔的靜力穩(wěn)定性，對(duì)橋塔氣動(dòng)特性分析具有重要意義。圖5和圖6分別為橋塔整體氣動(dòng)力系數(shù)CD，CL和CM隨風(fēng)偏角和風(fēng)速的變化曲線(xiàn)。

由圖5和圖6可知：橋塔整體阻力系數(shù)CD隨風(fēng)偏角的增大逐漸減小(最大值約為1.6)，隨來(lái)流風(fēng)速增大整體變化不明顯，但在風(fēng)偏角為30°和60°時(shí)隨風(fēng)速增大有較明顯的增大趨勢(shì)；升力系數(shù)CL隨風(fēng)偏角的增大呈現(xiàn)先減小后增大再減小的變化趨勢(shì)，在風(fēng)偏角為30°和75°時(shí)出現(xiàn)峰值，當(dāng)為30°時(shí)，升力系數(shù)CL的絕對(duì)值最大(約為0.3)；扭矩系數(shù)CM隨風(fēng)偏角的增大先增大后減小再增大，整體隨雷諾數(shù)變化不顯著，在30°和75°風(fēng)偏角時(shí)，扭矩系數(shù)CM出現(xiàn)峰值，在75°風(fēng)偏角時(shí)絕對(duì)值最大為0.1，其中90°風(fēng)偏角下CM與風(fēng)速呈現(xiàn)明顯類(lèi)似正弦曲線(xiàn)關(guān)系，這可能是由于肢柱間產(chǎn)生的窄縫射流[15-16]，因科恩達(dá)效應(yīng)使尾流出現(xiàn)交替反相位旋渦脫落，引起氣動(dòng)力系數(shù)不穩(wěn)定且雷諾數(shù)效應(yīng)明顯增強(qiáng)，又加之截面倒角或安裝存在初始偏角，誘導(dǎo)氣動(dòng)力系數(shù)隨風(fēng)速呈現(xiàn)類(lèi)似正弦函數(shù)變化，此規(guī)律在1節(jié)段、2節(jié)段和3節(jié)段的升力系數(shù)和扭矩系數(shù)中均有出現(xiàn)。對(duì)比文獻(xiàn)[12]中的門(mén)型橋塔整體氣動(dòng)力系數(shù)，由于存在多肢干擾，倒角阻力系數(shù)隨風(fēng)偏角的變化趨勢(shì)和取值范圍(1.0～1.8)相近，但升力系數(shù)差別較大，主要原因是由于本文橋塔更加復(fù)雜，多肢干擾引起的會(huì)向氣動(dòng)不穩(wěn)定更明顯?？梢?jiàn)，氣動(dòng)干擾對(duì)于塔柱整體氣動(dòng)力系數(shù)存在影響，其中對(duì)升力系數(shù)變化趨勢(shì)的影響大于阻力系數(shù)。綜合考慮，30°風(fēng)偏角為最不利風(fēng)偏角。

圖5　橋塔整體氣動(dòng)力系數(shù)隨風(fēng)偏角變化曲線(xiàn)

圖6　橋塔整體氣動(dòng)力系數(shù)隨風(fēng)速(雷諾數(shù))變化曲線(xiàn)

3.2　塔柱氣動(dòng)力及干擾效應(yīng)分析

Melbourne等[17-18]研究表明上游單體建筑的干擾作用對(duì)下游建筑的影響明顯，可使其順風(fēng)向和橫風(fēng)向的基底彎矩最大值分別增加30%和70%；Surry等[19]通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)證明下游高層建筑導(dǎo)致目標(biāo)建筑的局部風(fēng)壓增加了近3倍；Kwork和Khanduri等[20-21]對(duì)高層建筑風(fēng)荷載的干擾效應(yīng)進(jìn)行了較為詳細(xì)的綜述，表明任何結(jié)構(gòu)均有可能遭受與其尺寸相近的鄰近結(jié)構(gòu)引起的荷載作用，由此可見(jiàn)塔柱間必然存在干擾效應(yīng)且不能忽略。為了進(jìn)一步分析塔柱多肢干擾效應(yīng)對(duì)氣動(dòng)力系數(shù)的影響，對(duì)橋塔的4個(gè)節(jié)段同步測(cè)壓，得到各個(gè)節(jié)段的三分力系數(shù)隨風(fēng)偏角和 風(fēng)速(雷諾數(shù))的變化，如圖7—圖14所示，圖中三分力系數(shù)下標(biāo)中的1～4對(duì)應(yīng)4個(gè)節(jié)段，其中第4節(jié)段為類(lèi)獨(dú)柱結(jié)構(gòu)，通過(guò)與規(guī)范[22]對(duì)比可知，0°和90°風(fēng)偏角下阻力系數(shù)與規(guī)范理論值相近，一定程度驗(yàn)證了試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。

由圖7—圖10可以看出：1和2節(jié)段的氣動(dòng)力系數(shù)與橋塔的整體氣動(dòng)力系數(shù)差別較大，其中1和2節(jié)段的阻力系數(shù)、升力系數(shù)隨風(fēng)偏角的增大均先增大后減小，扭矩系數(shù)變化趨勢(shì)與整體相同。1和2節(jié)段的阻力和升力系數(shù)為最大值時(shí)的風(fēng)偏角θ均處于相應(yīng)截面的β～γ角度范圍內(nèi)，并且2節(jié)段的CD明顯大于1節(jié)段，2節(jié)段的CL變化復(fù)雜程度大于1節(jié)段?？梢?jiàn)，氣動(dòng)干擾效應(yīng)對(duì)阻力系數(shù)和升力系數(shù)的影響較大，4肢干擾效應(yīng)明顯大于2肢干擾。

圖7　1節(jié)段塔柱氣動(dòng)力系數(shù)隨風(fēng)偏角變化曲線(xiàn)

圖8　1節(jié)段塔柱氣動(dòng)力系數(shù)隨風(fēng)速(雷諾數(shù))變化曲線(xiàn)

圖9　2節(jié)段塔柱氣動(dòng)力系數(shù)隨風(fēng)偏角變化曲線(xiàn)

圖10　2節(jié)段塔柱氣動(dòng)力系數(shù)隨風(fēng)速(雷諾數(shù))變化曲線(xiàn)

對(duì)比圖7—圖8和圖11—圖14可見(jiàn)：由類(lèi)似兩“鄰近薄板”組成的3節(jié)段的氣動(dòng)力系數(shù)變化趨勢(shì)更接近于獨(dú)柱式結(jié)構(gòu)(4節(jié)段)，其阻力系數(shù)最大值均出現(xiàn)在遮擋面積較大的0°風(fēng)偏角；當(dāng)風(fēng)偏角θ>β時(shí)，3節(jié)段的CD明顯小于4節(jié)段，并且3節(jié)段CD在90°風(fēng)偏角時(shí)最小，3節(jié)段的CL和CM整體均大于4節(jié)段，這可能是因?yàn)橹g距較小時(shí)，尾流渦脫對(duì)背風(fēng)肢柱的迎風(fēng)面影響較小且產(chǎn)生了負(fù)壓區(qū)，同時(shí)，由于“窄縫射流”引起橫向氣動(dòng)不穩(wěn)定增強(qiáng)，引起升力系數(shù)和扭矩系數(shù)增大?？梢?jiàn)，隨著肢間距的減小，2肢柱干擾效應(yīng)對(duì)氣動(dòng)力系數(shù)的影響逐漸減小，氣動(dòng)力系數(shù)接近于獨(dú)柱結(jié)構(gòu)；相比獨(dú)柱結(jié)構(gòu)，肢間距較小時(shí)其阻力系數(shù)偏小，升力系數(shù)和扭矩系數(shù)增大；獨(dú)柱結(jié)構(gòu)的阻力系數(shù)最大值一般出現(xiàn)在0°風(fēng)偏角(投影面積較大向)時(shí)，且大體上隨風(fēng)偏角變化呈減小趨勢(shì)，而升力系數(shù)和扭矩系數(shù)一般較小。

圖11　3節(jié)段塔柱氣動(dòng)力系數(shù)隨風(fēng)偏角變化曲線(xiàn)

圖12　3節(jié)段塔柱氣動(dòng)力系數(shù)隨風(fēng)速(雷諾數(shù))變化曲線(xiàn)

圖13　4節(jié)段塔柱氣動(dòng)力系數(shù)隨風(fēng)偏角變化曲線(xiàn)

圖14　4節(jié)段塔柱氣動(dòng)力系數(shù)隨風(fēng)速(雷諾數(shù))變化曲線(xiàn)

對(duì)比圖7—圖14可以看出：1，2和3節(jié)段由于存在多塔柱的干擾導(dǎo)致其氣動(dòng)力系數(shù)的雷諾數(shù)效應(yīng)更加明顯，其中阻力系數(shù)隨雷諾數(shù)的增大呈遞增趨勢(shì)，不同風(fēng)偏角下升力系數(shù)和扭矩系數(shù)的變化趨勢(shì)差別較大，但當(dāng)風(fēng)偏角達(dá)到一定值時(shí)，干擾尾流引起背風(fēng)側(cè)肢柱的迎風(fēng)面和側(cè)面的風(fēng)壓平均值變化增大，出現(xiàn)隨雷諾數(shù)呈類(lèi)正弦函數(shù)的關(guān)系。

3.3　橋塔最大氣動(dòng)力分析

上述對(duì)橋塔整體及各節(jié)段的氣動(dòng)力進(jìn)行分析，得到了此類(lèi)橋塔氣動(dòng)力變化趨勢(shì)與變化范圍、塔柱多肢干擾效應(yīng)的雷諾數(shù)效應(yīng)規(guī)律和隨風(fēng)偏角的變化情況，但實(shí)際橋塔設(shè)計(jì)施工中更多關(guān)心的是最大氣動(dòng)力系數(shù)。圖15為在試驗(yàn)風(fēng)速范圍內(nèi)不同風(fēng)偏角下最大氣動(dòng)力系數(shù)變化曲線(xiàn)。由圖15可以看出：由于多肢干擾的影響，橋塔最大整體阻力系數(shù)大于獨(dú)柱橋塔結(jié)構(gòu)，而升力系數(shù)和扭矩系數(shù)反而有所減小，這是因?yàn)楦蓴_效應(yīng)的增強(qiáng)導(dǎo)致升力方向的改變，而使橋塔的整體升力系數(shù)和扭矩系數(shù)減小。

依據(jù)式(1)計(jì)算各節(jié)段所受阻力，表3所列為來(lái)流風(fēng)速v=15 m·s-1時(shí)各節(jié)段所受阻力與整塔所受阻力的比值(阻力比)。由表3可以看出：盡管2節(jié)段的阻力系數(shù)最大，但阻力比最大的是4節(jié)段，約為43%，升力系數(shù)和扭矩系數(shù)的變化規(guī)律類(lèi)似?？梢?jiàn)，盡管多肢柱干擾現(xiàn)象對(duì)氣動(dòng)力系數(shù)的影響明顯，但由于4節(jié)段的面積約占總塔面積的50%，因此面積最大的4節(jié)段對(duì)整塔三分力起主導(dǎo)作用。但考慮到自然風(fēng)場(chǎng)中風(fēng)速梯度與均勻流的不同，橋塔頂部節(jié)段所占整塔阻力比將大大增加，因此在進(jìn)行此類(lèi)橋塔整體和局部肢柱靜力分析和設(shè)計(jì)計(jì)算中均應(yīng)充分考慮多肢干擾的放大效應(yīng)。

圖15　試驗(yàn)風(fēng)速下各氣動(dòng)力系數(shù)最大值隨風(fēng)偏角變化曲線(xiàn)

節(jié)段不同風(fēng)偏角阻力比0°15°30°45°60°75°90°平均阻力比111.3013.0014.5016.5016.0013.4014.2014.10212.3013.6018.3022.1025.8028.0024.0020.60323.7022.6019.0016.5014.3013.6011.4017.30447.3045.1042.8039.9039.5040.8046.7043.20

4　結(jié)　論

(1)橋塔受多肢柱氣動(dòng)干擾的影響，整體阻力系數(shù)較獨(dú)柱節(jié)段有所增大，升力系數(shù)和扭矩系數(shù)的絕對(duì)值相對(duì)減??；但多肢柱節(jié)段的氣動(dòng)力系數(shù)因干擾效應(yīng)顯著增大，阻力系數(shù)的增大尤為明顯，在60°風(fēng)偏角時(shí)最大值約為整塔的2倍。

(2)均勻流中面積最大的4節(jié)段對(duì)整塔氣動(dòng)力起主導(dǎo)作用(阻力約占整塔的43%)；但考慮到自然風(fēng)場(chǎng)的特點(diǎn)，橋塔頂部結(jié)構(gòu)所占阻力比將大大增加，在進(jìn)行整體和局部肢柱計(jì)算時(shí)均應(yīng)充分考慮多肢氣動(dòng)干擾效應(yīng)。

(3)肢柱干擾效應(yīng)主要表現(xiàn)在鈍體結(jié)構(gòu)三分力系數(shù)仍存在較明顯的雷諾數(shù)效應(yīng)。在試驗(yàn)研究的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，阻力系數(shù)隨雷諾數(shù)的增大緩慢增加，升力系數(shù)和扭矩系數(shù)隨雷諾數(shù)的增大變化復(fù)雜，在某一定風(fēng)偏角下，可能由肢柱間窄縫射流引起更為明顯的雷諾數(shù)效應(yīng)，出現(xiàn)隨雷諾數(shù)呈類(lèi)正弦函數(shù)關(guān)系變化。

(4)肢柱干擾效應(yīng)引起的氣動(dòng)力系數(shù)變化較大，特別是干擾效應(yīng)明顯時(shí)氣動(dòng)力系數(shù)顯著增大。1和2節(jié)段肢柱的阻力系數(shù)和升力系數(shù)隨風(fēng)偏角先增大后減小，最不利風(fēng)偏角θ在β～γ范圍內(nèi)(見(jiàn)圖1)；當(dāng)2肢柱的間距較小(3節(jié)段)時(shí)，其氣動(dòng)力系數(shù)的變化規(guī)律與獨(dú)柱結(jié)構(gòu)(4節(jié)段)相近，阻力系數(shù)有所減小，升力系數(shù)和扭矩系數(shù)明顯增大；獨(dú)柱結(jié)構(gòu)的阻力系數(shù)一般在0°風(fēng)偏角時(shí)最大，其值可按照規(guī)范近似計(jì)算，而升力系數(shù)和扭矩系數(shù)一般較小。

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