袁志群，劉宇峰，林立

（1.廈門(mén)理工學(xué)院機(jī)械與汽車(chē)工程學(xué)院，廈門(mén)361024；2.廈門(mén)理工學(xué)院土木工程與建筑學(xué)院，廈門(mén)361024；3.福建省客車(chē)先進(jìn)設(shè)計(jì)與制造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廈門(mén)361024；4.福建省風(fēng)災(zāi)害與風(fēng)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廈門(mén)361024）

前言

跨海橋梁是連接濱海區(qū)域之間、離島與大陸、城際與城市交通節(jié)點(diǎn)的重要交通型式，在我國(guó)沿海城市的現(xiàn)代交通網(wǎng)絡(luò)中占比越來(lái)越大，沿海復(fù)雜的強(qiáng)風(fēng)場(chǎng)條件容易誘發(fā)汽車(chē)操縱穩(wěn)定性的變化，導(dǎo)致橋上汽車(chē)強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下行車(chē)安全問(wèn)題成為跨海灣橋梁通行效率和安全保障的制約要素。進(jìn)行跨海灣橋梁橋上行車(chē)安全能力分析與評(píng)價(jià)，可為地方交通管理部門(mén)決策提供依據(jù)，提高強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下跨海灣橋梁的通行能力，具有顯著的社會(huì)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)利益。

強(qiáng)風(fēng)工況下跨海橋梁的交通管控主要根據(jù)橋梁行車(chē)安全評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行制定，目前對(duì)于強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下橋梁行車(chē)安全的評(píng)價(jià)主要從如下3方面進(jìn)行相關(guān)研究：橋上行車(chē)的氣動(dòng)力評(píng)價(jià)、汽車(chē)側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和側(cè)滑與側(cè)翻評(píng)價(jià)。從研究方法來(lái)看，通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)獲取橋上汽車(chē)在不同行駛工況下的氣動(dòng)力，以此對(duì)行車(chē)安全進(jìn)行定性評(píng)價(jià)，該方法只能得到橋上汽車(chē)在不同工況下的氣動(dòng)力變化規(guī)律，但氣動(dòng)力對(duì)汽車(chē)穩(wěn)定性的影響無(wú)從獲取，在此基礎(chǔ)上，相關(guān)學(xué)者通過(guò)建立汽車(chē)側(cè)滑或側(cè)翻數(shù)學(xué)模型，以汽車(chē)發(fā)生側(cè)滑或側(cè)翻的臨界值確定安全行車(chē)速度或極限風(fēng)速，該方法忽略了汽車(chē)側(cè)偏運(yùn)動(dòng)引起的行車(chē)安全事故，汽車(chē)在側(cè)風(fēng)作用下首先會(huì)發(fā)生明顯的側(cè)偏運(yùn)動(dòng)，只有當(dāng)側(cè)向力超過(guò)側(cè)向附著極限之后才會(huì)發(fā)生側(cè)滑甚至側(cè)翻運(yùn)動(dòng)。通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)從橋上行車(chē)的氣動(dòng)力評(píng)價(jià)和側(cè)滑與側(cè)翻評(píng)價(jià)進(jìn)行橋梁行車(chē)安全分析，汽車(chē)模型均為靜態(tài)模型，忽略了“風(fēng)-車(chē)-橋”三者的交互氣動(dòng)影響，與橋上行車(chē)的實(shí)際工況存在差別，無(wú)法準(zhǔn)確獲取“側(cè)風(fēng)與汽車(chē)”、“汽車(chē)與橋梁”之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的流場(chǎng)和氣動(dòng)力的變化，且無(wú)法考慮駕駛員的反饋控制，汽車(chē)在發(fā)生側(cè)偏和輕微的側(cè)滑運(yùn)動(dòng)后，經(jīng)過(guò)駕駛員或自動(dòng)駕駛車(chē)輛的反饋修正可使汽車(chē)回到預(yù)定直線行駛狀態(tài)；從橋梁交通管控措施來(lái)看，目前對(duì)于跨海灣大橋車(chē)輛限速和限行的決策依據(jù)都缺少量化的理論數(shù)據(jù)，采用傳統(tǒng)的一刀切的“開(kāi)關(guān)”式橋梁通行管理模式，不能適應(yīng)未來(lái)智能交通發(fā)展的需要。采用限速或者限行的單一方法，有可能過(guò)低評(píng)估強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下的跨海灣橋梁通行能力，造成交通資源浪費(fèi)，也可能過(guò)高評(píng)估跨海灣橋梁橋上行車(chē)安全，引起交通安全隱患，產(chǎn)生不可估量的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)損失。

強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下跨海大橋上汽車(chē)的行車(chē)安全問(wèn)題是典型的汽車(chē)操縱穩(wěn)定性問(wèn)題，即分析汽車(chē)在側(cè)風(fēng)作用下的穩(wěn)定性，因此，要綜合考慮汽車(chē)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和汽車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)的相互作用。本研究以廂式貨車(chē)和轎車(chē)為研究對(duì)象，基于汽車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)-汽車(chē)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的靜態(tài)耦合數(shù)值分析模型，研究了“風(fēng)-車(chē)-橋”的交互氣動(dòng)作用及其對(duì)汽車(chē)側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性的影響規(guī)律，基于強(qiáng)風(fēng)作用下的汽車(chē)動(dòng)態(tài)響應(yīng)開(kāi)展了風(fēng)速、車(chē)速、路面等多因素聯(lián)合定量評(píng)價(jià)工作，對(duì)基于汽車(chē)側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性的交通組織管控方法和行車(chē)速度管控方法提出建議。

1 計(jì)算模型建立與分析

1.1 幾何模型

在橋上行駛的車(chē)型眾多，從側(cè)風(fēng)敏感性可分為商用車(chē)和轎車(chē)兩大類(lèi)：商用車(chē)包括貨車(chē)和客車(chē)，其側(cè)面迎風(fēng)面較大且質(zhì)心較高，對(duì)側(cè)風(fēng)較為敏感，行車(chē)安全事故中以貨車(chē)居多；轎車(chē)車(chē)身低矮且操縱穩(wěn)定性較好，受側(cè)風(fēng)影響較小。因此，文中以廂式貨車(chē)和轎車(chē)為橋上車(chē)型的典型代表，開(kāi)展行車(chē)安全性分析，轎車(chē)長(zhǎng)寬高尺寸取5.05 m×2.1 m×1.48 m，廂式貨車(chē)長(zhǎng)寬高尺寸取8.5 m×2.4 m×3.86 m。從偏于安全考慮，文中采用橋面風(fēng)場(chǎng)最?lèi)毫庸r進(jìn)行研究，以典型的雙向六車(chē)道變截面箱式橋梁裸橋?yàn)檠芯繉?duì)象，長(zhǎng)度為60 m，橋梁行車(chē)道寬度為3.5 m，廂式貨車(chē)行駛在迎風(fēng)側(cè)第一車(chē)道（慢車(chē)道），轎車(chē)行駛在中間車(chē)道（混行道），幾何模型如圖1所示。

圖1 幾何模型

1.2 空氣動(dòng)力學(xué)模型

參考T/CSAE 112—2019《乘用車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)仿真技術(shù)規(guī)范》建立橋上行車(chē)的數(shù)值計(jì)算模型，對(duì)連接海域的路堤進(jìn)行簡(jiǎn)化，采用重疊網(wǎng)格方法模擬強(qiáng)風(fēng)（風(fēng)速為）載荷側(cè)風(fēng)加載示意圖作用下汽車(chē)以車(chē)速?gòu)穆访骜側(cè)霕蛎娴倪^(guò)程，考慮了對(duì)行車(chē)安全影響最大的風(fēng)偏角工況，側(cè)風(fēng)加載示意圖如圖2所示，該模型綜合考慮了“汽車(chē)-橋梁-側(cè)風(fēng)”三者的交互氣動(dòng)影響。采用該方法分別建立貨車(chē)和轎車(chē)橋上行車(chē)計(jì)算模型，限于篇幅，文中僅以轎車(chē)為例詳細(xì)闡述空氣動(dòng)力學(xué)模型的建立方法，貨車(chē)的建模方法詳見(jiàn)文獻(xiàn)［4］。

圖2 橋上行車(chē)時(shí)側(cè)風(fēng)加載示意圖

計(jì)算域劃分為靜止的主域和運(yùn)動(dòng)的從域，主域的迎風(fēng)側(cè)入口模擬側(cè)風(fēng)加載，運(yùn)動(dòng)的從域模擬汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)，從域長(zhǎng)、寬、高尺寸分別為汽車(chē)長(zhǎng)、寬、高尺寸的3倍，其前表面距離車(chē)頭為0.5倍車(chē)長(zhǎng)，后表面距離車(chē)尾為1.5倍車(chē)長(zhǎng)，從域初始位置的車(chē)頭和結(jié)束位置的車(chē)尾距離橋面均為1倍車(chē)長(zhǎng)。主域網(wǎng)格共設(shè)置3層加密區(qū)，網(wǎng)格大小分別設(shè)置為64、128和256 mm，從域網(wǎng)格設(shè)置為64 mm，通過(guò)網(wǎng)格加密區(qū)準(zhǔn)確捕捉車(chē)身周?chē)鲌?chǎng)。車(chē)體表面面網(wǎng)格尺寸為32 mm，局部細(xì)節(jié)為16和8 mm，采用多層棱柱網(wǎng)格精準(zhǔn)捕捉車(chē)身速度梯度層，第1層附面層尺寸大小取0.1 mm，增長(zhǎng)率為1.2，一共生成14層，最終總厚度為6 mm，計(jì)算域總體網(wǎng)格3 000萬(wàn)，如圖3所示。以氣動(dòng)升力和氣動(dòng)側(cè)向力為依據(jù)進(jìn)行了網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證，所設(shè)網(wǎng)格數(shù)量和大小足以消除網(wǎng)格設(shè)置所引起的計(jì)算誤差。

圖3 橋上行車(chē)計(jì)算網(wǎng)格（轎車(chē)）

計(jì)算域迎風(fēng)側(cè)入口采用速度入口邊界，風(fēng)速分別為12、15、19、22、25和30 m/s，對(duì)應(yīng)風(fēng)載6級(jí)~11級(jí)風(fēng)的中間值。計(jì)算域左邊界面、右邊界面、上邊界面、后邊界面為壓力出口邊界條件，與大氣相通，路堤、海面、橋面和車(chē)體表面均為壁面邊界。計(jì)算采用realizableε湍流模型，它對(duì)汽車(chē)周?chē)鲌?chǎng)的捕捉能力和氣動(dòng)力計(jì)算精度均有較好的表現(xiàn)，已廣泛應(yīng)用于汽車(chē)外流場(chǎng)計(jì)算中。

1.3 空氣動(dòng)力學(xué)模型驗(yàn)證與分析

空氣動(dòng)力學(xué)模型驗(yàn)證試驗(yàn)在廈門(mén)理工學(xué)院風(fēng)洞試驗(yàn)室低速段完成，其截面尺寸為25 m×6 m×3.6 m，收縮比為3.36，風(fēng)速范圍為0.5~30 m/s，湍流強(qiáng)度＜0.5%?？紤]到阻塞比要求，加工1∶20的橋梁模型和廂式貨車(chē)模型，箱梁外殼使用3 mm的ABS板，箱梁芯梁和中隔板使用不銹鋼材料，如圖4所示。廂式貨車(chē)的輪胎與底座上部的4根支撐螺紋桿相連接，氣動(dòng)天平與底座下部的圓盤(pán)，底座固定在箱梁骨架上。

圖4 風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

風(fēng)洞試驗(yàn)的風(fēng)偏角和風(fēng)速分別為0°和10 m/s，包括測(cè)速試驗(yàn)和測(cè)力試驗(yàn)，采用氣動(dòng)六分量天平進(jìn)行氣動(dòng)力測(cè)量，測(cè)量精度為±0.025 N，采樣頻率為1 000 Hz，采樣時(shí)長(zhǎng)為150 s，貨車(chē)放置于迎風(fēng)側(cè)箱梁跨中的中間車(chē)道。采用眼鏡蛇三維脈動(dòng)風(fēng)速測(cè)量?jī)x進(jìn)行速度測(cè)量，測(cè)量精度為±0.5 m/s，采樣頻率為600 Hz，采樣時(shí)長(zhǎng)為60 s，測(cè)試箱梁跨中各車(chē)道中心處0~25 cm高度范圍內(nèi)的風(fēng)速分布情況，測(cè)點(diǎn)從2.5 cm高度開(kāi)始設(shè)置，每隔2.5 cm設(shè)置一個(gè)，每個(gè)車(chē)道共10個(gè)風(fēng)速測(cè)量點(diǎn)。為了與風(fēng)洞試驗(yàn)工況保持一致，將上述橋上行車(chē)的貨車(chē)氣動(dòng)模型縮小20倍，從域速度設(shè)置為0，貨車(chē)靜止在橋梁跨中位置的中間車(chē)道，施加的側(cè)風(fēng)速度為10 m/s，橋面風(fēng)場(chǎng)和貨車(chē)氣動(dòng)力的數(shù)值計(jì)算結(jié)果和風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比如圖5和表1所示。

由圖5可知，橋梁擾流對(duì)近地面風(fēng)速有較大影響，同側(cè)橋梁上不同車(chē)道的風(fēng)速分布存在明顯差異，近地面之外區(qū)域的橋面風(fēng)速明顯高于來(lái)流風(fēng)速，慢車(chē)道風(fēng)速最高，混行道次之，快車(chē)道最小。風(fēng)洞試驗(yàn)測(cè)得的慢車(chē)道、混行道和快車(chē)道的風(fēng)速折減系數(shù)分別為1.147、1.071、1.044，數(shù)值模擬得到的對(duì)應(yīng)各車(chē)道風(fēng)速折減系數(shù)分別為1.117、1.101、1.061，誤差控制在5%以內(nèi)。橋面風(fēng)速的數(shù)值模擬結(jié)果和風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果的變化趨勢(shì)與拐點(diǎn)基本一致，近地面風(fēng)速存在較大的誤差。由表1可知，貨車(chē)氣動(dòng)力的數(shù)值模擬結(jié)果和風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果比較接近，誤差在工程允許的范圍內(nèi)。數(shù)值計(jì)算與風(fēng)洞試驗(yàn)的誤差主要源于如下兩方面：一方面是試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮诩庸み^(guò)程中存在制造誤差，無(wú)法保證與幾何模型完全一致；另一方面是數(shù)值計(jì)算在網(wǎng)格劃分和迭代過(guò)程中也存在誤差，且湍流模型與邊界條件也無(wú)法與風(fēng)洞流場(chǎng)完全一致。

圖5 轎車(chē)和貨車(chē)行駛車(chē)道風(fēng)速剖面圖對(duì)比

表1 貨車(chē)氣動(dòng)力結(jié)果對(duì)比

通過(guò)對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)模型的驗(yàn)證表明文中網(wǎng)格劃分方法、邊界條件設(shè)置和湍流模型選取均滿足工程應(yīng)用要求，文中根據(jù)上述重疊網(wǎng)格方法分別獲得轎車(chē)和貨車(chē)在不同側(cè)風(fēng)工況下橋上行車(chē)的氣動(dòng)數(shù)據(jù)，并與路面工況對(duì)比，揭示“風(fēng)-車(chē)-橋”系統(tǒng)的交互氣動(dòng)干擾，圖6和圖7為不同側(cè)風(fēng)速度下轎車(chē)和廂式貨車(chē)分別在混行道和慢車(chē)道行駛時(shí)的速度云圖，轎車(chē)和廂式貨車(chē)分別行駛至橋梁跨中位置，圖8為25 m/s側(cè)風(fēng)作用下轎車(chē)和廂式貨車(chē)在路面行駛時(shí)的速度云圖。計(jì)算工況的廂式貨車(chē)和轎車(chē)的行駛速度分別為80和90 km/h。

圖8 轎車(chē)和貨車(chē)路面工況下的速度云圖（10級(jí)風(fēng)）

由圖6和圖7可知，隨著側(cè)風(fēng)風(fēng)速的增加，汽車(chē)周?chē)鷼饬魉俣戎饾u增加，橋梁擾流對(duì)汽車(chē)流場(chǎng)的干擾越明顯。圖9和圖10分別為不同風(fēng)速下橋梁跨中處轎車(chē)和貨車(chē)的車(chē)身壓力云圖。圖11則為10級(jí)風(fēng)路面工況下轎車(chē)和貨車(chē)車(chē)身壓力云圖。由圖9和圖10可見(jiàn)，側(cè)風(fēng)在受到車(chē)身側(cè)面阻擋后，汽車(chē)迎風(fēng)側(cè)速度顯著下降，側(cè)向氣流在車(chē)身側(cè)面產(chǎn)生氣流阻滯區(qū)，之后分別向車(chē)身頂部和車(chē)身底部流動(dòng)，在側(cè)圍與頂蓋過(guò)渡區(qū)域、車(chē)身底部產(chǎn)生氣流加速區(qū)，最終匯入車(chē)身背風(fēng)側(cè)形成分離渦。貨車(chē)和轎車(chē)在不同車(chē)道行駛，在相同側(cè)風(fēng)速度下，迎風(fēng)側(cè)氣流分布規(guī)律有明顯差異，貨車(chē)迎風(fēng)側(cè)全部處于橋梁擾流產(chǎn)生的加速區(qū)域，且貨車(chē)車(chē)底氣流速度明顯高于轎車(chē)，而轎車(chē)只有迎風(fēng)側(cè)上部處于橋梁擾流產(chǎn)生的加速區(qū)，下部處于橋梁擾流尾流區(qū)。相比路面行駛，轎車(chē)和貨車(chē)在橋上行駛時(shí)車(chē)身迎風(fēng)側(cè)車(chē)身上部和頂部位置的風(fēng)場(chǎng)速度更高，轎車(chē)迎風(fēng)側(cè)車(chē)身下部和底部的風(fēng)場(chǎng)速度更低。由于“風(fēng)-車(chē)-橋”的交互氣動(dòng)影響導(dǎo)致轎車(chē)和貨車(chē)在橋上行駛時(shí)的車(chē)身壓力分布與路面工況存在顯著差異。

圖6 不同風(fēng)速的橋梁跨中處速度云圖（轎車(chē)）

圖7 不同風(fēng)速的橋梁跨中處速度云圖（貨車(chē)）

圖9 不同風(fēng)速的橋梁跨中處轎車(chē)車(chē)身壓力云圖

圖10 不同風(fēng)速的橋梁跨中處貨車(chē)車(chē)身壓力云圖

圖11 轎車(chē)和貨車(chē)路面工況下壓力云圖（10級(jí)風(fēng)）

氣流阻滯區(qū)的大小和位置隨著側(cè)向風(fēng)速的大小而變化，側(cè)向風(fēng)速越大，車(chē)身迎風(fēng)側(cè)的氣流阻滯區(qū)越大，正壓值越高，車(chē)身背風(fēng)側(cè)的負(fù)壓區(qū)越大，負(fù)壓值越高。車(chē)身迎風(fēng)側(cè)正壓區(qū)域逐步從車(chē)頭前側(cè)向車(chē)身側(cè)面移動(dòng)，車(chē)身背面的負(fù)壓區(qū)域也從前至后逐步增大。轎車(chē)和貨車(chē)在不同車(chē)道行駛，橋梁擾流對(duì)車(chē)身壓力分布有明顯差異。貨車(chē)迎風(fēng)側(cè)均為正壓區(qū)，會(huì)增加貨車(chē)的側(cè)向氣動(dòng)力，貨車(chē)底部的局部加速區(qū)會(huì)在一定程度上降低貨車(chē)的氣動(dòng)升力，但橋梁擾流引起的車(chē)頂大范圍加速區(qū)會(huì)導(dǎo)致貨車(chē)的氣動(dòng)升力急劇增加；橋梁擾流對(duì)轎車(chē)頂部的壓力分布有較大影響，隨著風(fēng)速加大，轎車(chē)頂部的負(fù)壓值和負(fù)壓區(qū)域明顯增加，導(dǎo)致高風(fēng)速下轎車(chē)的氣動(dòng)升力增加，對(duì)行駛穩(wěn)定性極為不利。由于轎車(chē)下部處于橋梁擾流產(chǎn)生的尾流區(qū)，因此轎車(chē)迎風(fēng)側(cè)下部的壓力較低，這對(duì)減小側(cè)向氣動(dòng)力有利。由圖11可見(jiàn)，相比路面行駛，轎車(chē)在橋上行駛時(shí)迎風(fēng)側(cè)的正壓區(qū)域變小，而貨車(chē)迎風(fēng)側(cè)的正壓區(qū)域變大，轎車(chē)和貨車(chē)車(chē)頂?shù)呢?fù)壓區(qū)域均明顯變大，表2為對(duì)應(yīng)工況下側(cè)向氣動(dòng)力系數(shù)和氣動(dòng)升力系數(shù)的對(duì)比。

表2 氣動(dòng)力系數(shù)對(duì)比

綜上所述，橋梁擾流引起的“風(fēng)-車(chē)-橋”交互氣動(dòng)影響不可忽視，轎車(chē)的側(cè)向氣動(dòng)力變小，但氣動(dòng)升力增加，而貨車(chē)的側(cè)向氣動(dòng)力和氣動(dòng)升力均會(huì)增加，因此，這一點(diǎn)在進(jìn)行強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下橋梁行車(chē)安全分析中必須充分考慮。轎車(chē)和廂式貨車(chē)在不同車(chē)道和不同側(cè)風(fēng)風(fēng)速作用下行駛時(shí)，氣動(dòng)力和氣動(dòng)力矩的差異會(huì)導(dǎo)致汽車(chē)產(chǎn)生不同的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，通過(guò)研究“風(fēng)-車(chē)-橋”交互氣動(dòng)影響下的行車(chē)安全評(píng)價(jià)更符合實(shí)際情況。

1.4 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型

根據(jù)上述橋上行車(chē)氣動(dòng)計(jì)算模型分別得到轎車(chē)和貨車(chē)在不同風(fēng)速下的氣動(dòng)力和氣動(dòng)力矩，以階躍陣風(fēng)的形式輸入到動(dòng)力學(xué)模型的側(cè)風(fēng)計(jì)算模塊，獲取轎車(chē)和貨車(chē)在側(cè)風(fēng)作用下的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)參數(shù)。

轎車(chē)和廂式貨車(chē)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型分別在CarSim和TruckSim軟件平臺(tái)上搭建，如圖12所示。整車(chē)模型包括車(chē)身系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、輪胎系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)等，路面工況包括干燥路面、潮濕路面和積水路面，轎車(chē)整車(chē)參數(shù)如表3所示，廂式貨車(chē)整車(chē)參數(shù)詳見(jiàn)文獻(xiàn)［4］。

圖12 轎車(chē)和貨車(chē)多體動(dòng)力學(xué)模型

表3 轎車(chē)動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)

為了與實(shí)際行駛工況接近，引入前視預(yù)瞄駕駛員反饋控制模型，轎車(chē)和廂式貨車(chē)在跨海大橋上保持勻速行駛，駕駛員通過(guò)控制轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角使車(chē)輛行駛至前方預(yù)瞄點(diǎn)時(shí)車(chē)輛位置與期望路徑軌跡的橫向偏差盡可能為零，預(yù)瞄時(shí)間取值為1.4 s，仿真總時(shí)長(zhǎng)為10 s。穩(wěn)態(tài)的自然側(cè)風(fēng)包括恒定側(cè)風(fēng)、階躍側(cè)風(fēng)、線性側(cè)風(fēng)和正弦側(cè)風(fēng)，國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究表明，階躍側(cè)風(fēng)對(duì)行車(chē)安全的影響最大，因此，文中采用階躍陣風(fēng)模型，側(cè)風(fēng)第2 s開(kāi)始作用，第5 s結(jié)束，作用時(shí)間為3 s。

2 強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下行車(chē)安全評(píng)價(jià)與分析

2.1 評(píng)價(jià)準(zhǔn)則與方法

汽車(chē)在橋上行駛突遇陣風(fēng)作用后會(huì)產(chǎn)生側(cè)向偏移，它是汽車(chē)在氣動(dòng)力和氣動(dòng)力矩的作用下產(chǎn)生的側(cè)向運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，須將其控制在合理的范圍之內(nèi)以保證汽車(chē)在橋上安全行駛。當(dāng)側(cè)向力過(guò)大時(shí)，汽車(chē)將產(chǎn)生側(cè)滑，發(fā)生側(cè)滑的臨界條件為側(cè)向氣動(dòng)力超過(guò)輪胎的極限摩擦力，其前后輪不發(fā)生側(cè)滑的條件方程如式（1）和式（2）所示，式中，和分別為地面作用在前軸和后軸的側(cè)向力，、分別為汽車(chē)質(zhì)心至前后軸的水平投影距離，為橋面與輪胎的摩擦因數(shù)，為汽車(chē)的氣動(dòng)升力。

當(dāng)汽車(chē)在側(cè)向氣動(dòng)力作用下發(fā)生較小的側(cè)滑時(shí)，通過(guò)駕駛員的控制能回到預(yù)定的行駛路線，但側(cè)滑較大時(shí)，側(cè)向位移陡增，即使在駕駛員的操縱下也無(wú)法回到預(yù)定的直線行駛狀態(tài)，則會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的側(cè)滑失穩(wěn)。為了科學(xué)合理評(píng)定行車(chē)安全，建立側(cè)偏風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)，定義方法如式（3）和圖13所示。

圖13 側(cè)偏評(píng)價(jià)方法

式中：E為汽車(chē)行駛過(guò)程的實(shí)際側(cè)向位移；E為汽車(chē)在行駛車(chē)道內(nèi)所允許的最大側(cè)向位移，它與道路寬度和車(chē)身寬度有關(guān)，側(cè)向位移越大，發(fā)生行車(chē)安全的風(fēng)險(xiǎn)越高，道路寬度越窄、車(chē)身寬度越寬，汽車(chē)所允許的最大側(cè)向位移越小，否則容易駛?cè)胂噜徿?chē)道誘發(fā)行車(chē)安全事故。當(dāng)E/E≤0.9時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)隨著E增加基本呈線性增加；當(dāng)E/E＞0.9時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)隨著E增加呈拋物線增加。為了保證汽車(chē)在側(cè)風(fēng)作用下安全行駛，避免汽車(chē)進(jìn)入相鄰車(chē)道引發(fā)交通事故，E/E允許的極限值為0.9，當(dāng)超過(guò)0.9后，汽車(chē)極易發(fā)生側(cè)偏事故。

根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)建立轎車(chē)和貨車(chē)行車(chē)安全評(píng)價(jià)準(zhǔn)則如下：橋面道路寬度為3.5 m，貨車(chē)和轎車(chē)車(chē)身寬度分別為2.4、2.1 m，貨車(chē)和轎車(chē)允許的最大側(cè)向位移E分別為0.55和0.7 m。貨車(chē)和轎車(chē)正常行駛在車(chē)道中間，當(dāng)受到側(cè)風(fēng)作用后，貨車(chē)發(fā)生側(cè)偏事故的側(cè)向位移臨界值E為0.495 m，轎車(chē)發(fā)生側(cè)偏事故的側(cè)向位移臨界值E為0.63 m。當(dāng)側(cè)向位移較小時(shí)，發(fā)生行車(chē)安全事故概率較低，當(dāng)側(cè)向位移較大時(shí)，發(fā)生行車(chē)安全事故概率較高。

2.2 強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下行車(chē)安全分析

文中分析了轎車(chē)和廂式貨車(chē)在不同路面條件下受到不同等級(jí)的階躍陣風(fēng)作用后的側(cè)向運(yùn)動(dòng)響應(yīng)。當(dāng)側(cè)風(fēng)等級(jí)為11級(jí)時(shí)，轎車(chē)在積水路面、廂式貨車(chē)在3種路面工況的側(cè)向力超過(guò)側(cè)向附著極限，汽車(chē)側(cè)滑導(dǎo)致側(cè)向位移劇增，駕駛員無(wú)法控制車(chē)輛回到預(yù)定的直線行駛狀態(tài)，最終發(fā)生側(cè)滑失穩(wěn)事故，圖14為仿真得到的側(cè)滑失穩(wěn)事故過(guò)程。在本研究分析的所有工況中，轎車(chē)和廂式貨車(chē)均未出現(xiàn)側(cè)翻事故，因此，本研究建立的強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下行車(chē)安全評(píng)價(jià)準(zhǔn)則符合要求。

圖14 轎車(chē)和貨車(chē)側(cè)滑失穩(wěn)事故

2.2.1 強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下轎車(chē)行車(chē)安全分析

當(dāng)路面條件一定時(shí)，側(cè)向位移峰值隨著風(fēng)速的增加而增加，側(cè)風(fēng)等級(jí)越高，側(cè)向位移峰值受風(fēng)速影響越大，如圖15所示。當(dāng)側(cè)風(fēng)等級(jí)一定時(shí)，側(cè)向位移峰值隨著路面附著系數(shù)的降低而增加，低風(fēng)速時(shí)，路面附著系數(shù)對(duì)側(cè)向位移峰值影響較小，高風(fēng)速時(shí)影響較大。側(cè)風(fēng)等級(jí)越高、路面附著系數(shù)越低，轎車(chē)發(fā)生側(cè)滑的風(fēng)險(xiǎn)越高，駕駛員對(duì)預(yù)瞄方向的反饋修正難度越大。

圖15 不同風(fēng)速下的轎車(chē)側(cè)向位移

當(dāng)側(cè)風(fēng)等級(jí)為11級(jí)時(shí)，轎車(chē)在干燥路面下的側(cè)向位移峰值為0.69 m，在潮濕路面下的側(cè)向位移峰值為0.996 m，在積水路面則發(fā)生了側(cè)滑失穩(wěn)，3種路面條件下的側(cè)向位移均超過(guò)了發(fā)生側(cè)偏事故的臨界值；當(dāng)側(cè)風(fēng)等級(jí)為10級(jí)時(shí)，轎車(chē)在積水路面的側(cè)向位移峰值為1.93 m，側(cè)向位移超過(guò)了發(fā)生側(cè)偏事故的臨界值。側(cè)向位移過(guò)大易導(dǎo)致轎車(chē)駛?cè)胂噜徿?chē)道誘發(fā)行車(chē)安全事故。因此，高風(fēng)速和低路面附著條件下車(chē)輛須低速行駛，圖16為高風(fēng)速下轎車(chē)在不同路面條件和不同車(chē)速下的側(cè)向運(yùn)動(dòng)響應(yīng)。

圖16 不同路面下的轎車(chē)安全車(chē)速分析

當(dāng)風(fēng)速等級(jí)一定時(shí)，側(cè)向位移峰值隨著車(chē)速的降低而降低，車(chē)速較低時(shí)，路面附著系數(shù)對(duì)側(cè)向位移峰值影響較小，車(chē)速較高時(shí)，路面附著系數(shù)對(duì)側(cè)向位移峰值影響較大。當(dāng)側(cè)風(fēng)等級(jí)為11級(jí)時(shí)，轎車(chē)在干燥路面下車(chē)速由90降低至80 km/h，側(cè)向位移峰值由0.69減小至0.512 m；轎車(chē)在潮濕路面下車(chē)速由90降低至80 km/h，側(cè)向位移峰值由0.996減小至0.6 m；轎車(chē)在積水路面下車(chē)速降低至80 km/h后，不會(huì)發(fā)生側(cè)滑失穩(wěn)，但側(cè)向位移峰值為1.99 m，超過(guò)了發(fā)生側(cè)偏事故的臨界值，車(chē)速降低至70 km/h后，側(cè)向位移峰值降低至0.594 m。當(dāng)側(cè)風(fēng)等級(jí)為10級(jí)時(shí)，轎車(chē)在積水路面下車(chē)速由90降低至80 km/h，側(cè)向位移峰值由1.93減小至0.37 m。

綜上所述，在高風(fēng)速、低附著條件下，轎車(chē)降速后的側(cè)向位移峰值均有不同程度的下降，側(cè)向位移峰值小于發(fā)生側(cè)偏事故的臨界值，轎車(chē)可在駕駛員的控制下保持在混行道行駛，不會(huì)駛?cè)胂噜徿?chē)道，行車(chē)安全性得到顯著改善。

2.2.2 強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下廂式貨車(chē)行車(chē)安全分析

圖17為不同路面下廂式貨車(chē)在不同工況下的側(cè)向位移變化曲線。圖18為高風(fēng)速下廂式貨車(chē)在不同路面和不同車(chē)速下的側(cè)向運(yùn)動(dòng)響應(yīng)。

圖17 不同風(fēng)速下的貨車(chē)側(cè)向位移

圖18 不同路面下的貨車(chē)安全車(chē)速分析

當(dāng)側(cè)風(fēng)等級(jí)為10級(jí)時(shí)，廂式貨車(chē)在干燥路面下的側(cè)向位移峰值為0.644 m，在潮濕路面下的側(cè)向位移峰值為0.77 m，在積水路面的側(cè)向位移峰值為1.599 m，廂式貨車(chē)在3種路面條件下的側(cè)向位移均超過(guò)了發(fā)生側(cè)偏事故的臨界值；當(dāng)側(cè)風(fēng)等級(jí)為9級(jí)時(shí)，廂式貨車(chē)在積水路面的側(cè)向位移峰值為0.577 m，超過(guò)了發(fā)生側(cè)偏事故的臨界值。側(cè)向位移過(guò)大容易導(dǎo)致廂式貨車(chē)駛?cè)胂噜徿?chē)道而誘發(fā)行車(chē)安全事故，因此，為了保證行車(chē)安全，廂式貨車(chē)在高風(fēng)速和低路面附著條件下須低速行駛。

當(dāng)側(cè)風(fēng)等級(jí)為11級(jí)時(shí)，貨車(chē)車(chē)速超過(guò)40 km/h以后在干燥、潮濕和積水路面下均會(huì)發(fā)生嚴(yán)重側(cè)滑失穩(wěn)事故，貨車(chē)在駕駛員控制下已無(wú)法回到原來(lái)的直線行駛狀態(tài)，安全行車(chē)速度受路面附著條件的影響較大，貨車(chē)在干燥路面上車(chē)速降低至30 km/h后，側(cè)向位移峰值為0.425 m，不會(huì)發(fā)生側(cè)滑失穩(wěn)；但在潮濕路面和積水路面會(huì)發(fā)生側(cè)滑失穩(wěn)，為了提高橋梁行車(chē)安全與通行效率，潮濕和積水路面不建議進(jìn)一步降低貨車(chē)行駛速度，而應(yīng)限制廂式貨車(chē)上橋。

當(dāng)側(cè)風(fēng)等級(jí)為10級(jí)時(shí)，貨車(chē)在干燥路面下車(chē)速由80降低至60 km/h，側(cè)向位移峰值由0.644減小至0.534 m，仍超過(guò)了發(fā)生側(cè)偏事故的臨界值，車(chē)速降低至50 km/h后側(cè)向位移峰值為0.386 m；貨車(chē)在潮濕路面下車(chē)速由90降低至60 km/h，側(cè)向位移峰值由0.77減小至0.654 m，仍超過(guò)了發(fā)生側(cè)偏事故的臨界值，車(chē)速降低至50 km/h后側(cè)向位移峰值為0.44 m；貨車(chē)在積水路面下車(chē)速由90降低至50 km/h，側(cè)向位移峰值由1.599減小至0.811m，仍超過(guò)了發(fā)生側(cè)偏事故的臨界值，車(chē)速降低至40 km/h后，側(cè)向位移峰值為0.265 m；當(dāng)側(cè)風(fēng)等級(jí)為9級(jí)時(shí)，貨車(chē)在積水路面下車(chē)速由80降低至60 km/h后，側(cè)向位移峰值由0.577減小至0.537 m，仍超過(guò)了發(fā)生側(cè)偏事故的臨界值，車(chē)速降低至50 km/h后，側(cè)向位移峰值為0.396 m。綜上所述，在高風(fēng)速、低附著條件下，貨車(chē)降速后的側(cè)向位移峰值均有不同程度的下降，側(cè)向位移峰值小于發(fā)生側(cè)偏事故的臨界值，貨車(chē)可在駕駛員的控制下保持在慢車(chē)道行駛，不會(huì)駛?cè)胂噜徿?chē)道，行車(chē)安全能力得到顯著改善。

3 強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下基于行車(chē)安全的交通管控方法

根據(jù)強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下跨海大橋上轎車(chē)和貨車(chē)行車(chē)安全分析結(jié)果可知，影響橋上汽車(chē)行駛穩(wěn)定性的因素眾多，包括風(fēng)速、車(chē)型、路面條件和車(chē)道等，因此，強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下的橋梁交通管控采用“一刀切”式的管理模式存在諸多弊端，文中主要從橋梁交通組織形式和行車(chē)速度建議動(dòng)態(tài)的管控方法。

3.1 交通組織形式管控

根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果可知，跨海大橋上迎風(fēng)側(cè)橋梁不同車(chē)道的風(fēng)場(chǎng)分布存在顯著差異，因此，在強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下可根據(jù)不同風(fēng)載大小和汽車(chē)類(lèi)型建議不同的行駛車(chē)道，甚至關(guān)閉部分車(chē)道，而背風(fēng)側(cè)橋梁受橋梁擾流影響較小，可對(duì)行駛車(chē)道進(jìn)行適當(dāng)管控，這對(duì)強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下提高橋梁行車(chē)安全能力和通行效率具有較好的實(shí)際意義。通過(guò)上述行車(chē)安全評(píng)價(jià)與分析方法可知，當(dāng)側(cè)向風(fēng)速為12 m/s時(shí)，干燥路面條件下廂式貨車(chē)以80 km/h的車(chē)速在迎風(fēng)側(cè)橋梁慢車(chē)道、混行道和快車(chē)道行駛時(shí)的側(cè)向位移峰值分別為0.179、0.135和0.119 m，將廂式貨車(chē)從慢車(chē)道移至混行道和快車(chē)道行駛后，同等條件下的側(cè)向位移峰值分別降低了24.6%和33.5%，表明對(duì)迎風(fēng)側(cè)橋梁車(chē)道進(jìn)行管控對(duì)提高行車(chē)安全具有顯著效果。

3.1.1 8級(jí)及以下風(fēng)載

圖19為8級(jí)及以下風(fēng)載交通組織管控方法，雙向六車(chē)道雙幅式橋梁在圖示方向強(qiáng)風(fēng)載荷下的行車(chē)組織中，為了提高橋梁行車(chē)安全能力，A幅駛?cè)霕蛄褐校ㄗh貨車(chē)、客車(chē)等商用車(chē)在迎風(fēng)側(cè)第1車(chē)道（慢車(chē)道）和第2車(chē)道（混行道）行駛，而轎車(chē)等乘用車(chē)在迎風(fēng)側(cè)第2車(chē)道（混行道）和第3車(chē)道（快車(chē)道）行駛。B幅駛出橋梁中，無(wú)需進(jìn)行交通管控。

圖19 8級(jí)及以下風(fēng)載交通組織管控方法

3.1.2 9級(jí)和10級(jí)風(fēng)載

圖20為9級(jí)和10級(jí)風(fēng)載交通組織管控方法，為了提高橋梁行車(chē)安全能力，汽車(chē)在橋上不允許變道行駛，貨車(chē)、客車(chē)等商用車(chē)在橋上須降速行駛。在A幅駛?cè)霕蛄褐校ㄗh關(guān)閉迎風(fēng)側(cè)第1車(chē)道，貨車(chē)、客車(chē)等商用車(chē)在迎風(fēng)側(cè)第2車(chē)道（慢車(chē)道）行駛，轎車(chē)等乘用車(chē)在迎風(fēng)側(cè)第3車(chē)道（快車(chē)道）行駛。在B幅駛出橋梁中，建議貨車(chē)、客車(chē)等商用車(chē)在迎風(fēng)側(cè)第3車(chē)道（慢車(chē)道）行駛，而轎車(chē)等乘用車(chē)在迎風(fēng)側(cè)第1和第2車(chē)道（快車(chē)道）行駛。

圖20 9級(jí)和10級(jí)風(fēng)載交通組織管控方法

3.1.3 11級(jí)風(fēng)載

圖21為11級(jí)風(fēng)載交通組織管控方法，為了提高橋梁行車(chē)安全能力，建議禁止貨車(chē)、客車(chē)等商用車(chē)上橋，轎車(chē)等乘用車(chē)在橋上須降速行駛，且不允許變道。A幅駛?cè)霕蛄褐校ㄗh關(guān)閉迎風(fēng)側(cè)第1和第2車(chē)道，轎車(chē)等乘用車(chē)在迎風(fēng)側(cè)第3車(chē)道（快車(chē)道）行駛。B幅駛出橋梁中，迎風(fēng)側(cè)第1和第2車(chē)道為供轎車(chē)等乘用車(chē)行駛的快車(chē)道，迎風(fēng)側(cè)第3車(chē)道為供轎車(chē)等乘用車(chē)行駛的慢車(chē)道。

圖21 11級(jí)風(fēng)載交通組織管控方法

3.2 行車(chē)速度管控

貨車(chē)和轎車(chē)在跨海大橋上行駛時(shí)，車(chē)速、風(fēng)速和路面條件的變化會(huì)對(duì)汽車(chē)的側(cè)向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生重要影響，不同工況下的安全行車(chē)性能存在顯著差異。因此，在強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下宜根據(jù)風(fēng)速和路面條件的差異建議相應(yīng)的安全行車(chē)速度，這不僅能提高橋梁行車(chē)安全性，也能提高橋梁的通行效率，最大程度降低強(qiáng)風(fēng)對(duì)城市交通、社會(huì)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)的負(fù)面影響。通過(guò)上述分析得到的轎車(chē)和廂式貨車(chē)分別以90和80 km/h車(chē)速行駛在不同路面條件下的側(cè)向位移峰值隨風(fēng)速而變化曲線如圖22所示。根據(jù)側(cè)向位移峰值擬合曲線得到轎車(chē)和廂式貨車(chē)在不同路面條件下發(fā)生側(cè)偏事故的臨界風(fēng)速值，如表4所示。

表4 橋梁限速標(biāo)準(zhǔn)下的側(cè)偏事故臨界風(fēng)速

圖22 側(cè)向位移峰值隨風(fēng)速變化關(guān)系

為了保證轎車(chē)和廂式貨車(chē)在橋梁的限速標(biāo)準(zhǔn)值內(nèi)安全行駛，干燥路面條件下，風(fēng)速達(dá)到28.5 m/s時(shí)，轎車(chē)須降速行駛，風(fēng)速達(dá)到22.8 m/s時(shí)，廂式貨車(chē)須降速行駛；潮濕路面條件下，風(fēng)速達(dá)到26.2 m/s時(shí)，轎車(chē)須降速行駛，風(fēng)速達(dá)到22.1 m/s時(shí)，廂式貨車(chē)須降速行駛；積水路面條件下，風(fēng)速達(dá)到22.9 m/s時(shí)，轎車(chē)須降速行駛，風(fēng)速達(dá)到20.8 m/s時(shí)，廂式貨車(chē)須降速行駛。不同側(cè)風(fēng)風(fēng)速等級(jí)下的轎車(chē)和貨車(chē)降速標(biāo)準(zhǔn)如表5所示。

表5 不同側(cè)風(fēng)等級(jí)下橋上安全行車(chē)速度

當(dāng)側(cè)風(fēng)等級(jí)為8級(jí)及以下時(shí)，廂式貨車(chē)等商用車(chē)（80 km/h）和轎車(chē)等乘用車(chē)（90 km/h）均能在橋梁規(guī)定的限速內(nèi)安全行駛，且具備提速的空間；當(dāng)側(cè)風(fēng)風(fēng)速等級(jí)達(dá)到9級(jí)時(shí)，廂式貨車(chē)等商用車(chē)在積水路面應(yīng)降速至50 km/h以內(nèi)行駛；當(dāng)側(cè)風(fēng)風(fēng)速等級(jí)達(dá)到10級(jí)時(shí)，廂式貨車(chē)等商用車(chē)型在干燥和潮濕路面應(yīng)降速至50 km/h以內(nèi)行駛，在積水路面應(yīng)降速至40 km/h以內(nèi)行駛，轎車(chē)在積水路面應(yīng)降速至80 km/h以內(nèi)行駛；當(dāng)側(cè)風(fēng)風(fēng)速等級(jí)達(dá)到11級(jí)時(shí)，廂式貨車(chē)等商用車(chē)型在干燥路面應(yīng)降速至30 km/h以內(nèi)行駛，潮濕路面和積水路面則應(yīng)禁止其上橋，轎車(chē)等乘用車(chē)型在干燥和潮濕路面則應(yīng)降速至80 km/h以內(nèi)行駛，在積水路面則應(yīng)降速至70 km/h以內(nèi)行駛。

4 結(jié)論

（1）橋梁擾流對(duì)汽車(chē)氣動(dòng)特性有重要影響，它與行駛車(chē)道、車(chē)型和橋面附屬構(gòu)造有關(guān)，本研究考慮的工況為橋面風(fēng)場(chǎng)最?lèi)毫拥穆銟蚬r。以風(fēng)速折減系數(shù)為計(jì)算依據(jù)，迎風(fēng)側(cè)橋梁的慢車(chē)道平均風(fēng)速比來(lái)流風(fēng)速高14.7%，混行道平均風(fēng)速比來(lái)流風(fēng)速高7.1%，快車(chē)道平均風(fēng)速比來(lái)流風(fēng)速高4.4%；相比路面行駛，轎車(chē)在橋梁混行道行駛時(shí)的氣動(dòng)側(cè)力減小、氣動(dòng)升力增加，而貨車(chē)在橋梁慢車(chē)道行駛時(shí)的氣動(dòng)側(cè)力和氣動(dòng)升力均增加。因此，強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下宜根據(jù)不同風(fēng)載大小和汽車(chē)類(lèi)型建議不同的行駛車(chē)道，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到9級(jí)時(shí)，建議關(guān)閉迎風(fēng)側(cè)橋梁迎風(fēng)側(cè)第1車(chē)道，風(fēng)速達(dá)到11級(jí)時(shí)，建議關(guān)閉迎風(fēng)側(cè)橋梁迎風(fēng)側(cè)第1車(chē)道和第2車(chē)道，并限制貨車(chē)和客車(chē)等商用車(chē)上橋。今后將開(kāi)展不同橋面附屬構(gòu)造及結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)行車(chē)道風(fēng)場(chǎng)影響的研究。

（2）汽車(chē)在橋上行駛突遇陣風(fēng)作用時(shí)，風(fēng)速較小時(shí)，側(cè)偏事故是影響行車(chē)安全的主要因素，風(fēng)速較大時(shí)，側(cè)滑失穩(wěn)事故是影響行車(chē)安全的主要因素，發(fā)生側(cè)滑失穩(wěn)事故的臨界風(fēng)速值高于側(cè)偏事故，側(cè)偏事故和側(cè)滑失穩(wěn)事故的臨界風(fēng)速值與車(chē)型、路面條件等參數(shù)有關(guān)，在本研究的所有工況中，汽車(chē)沒(méi)有發(fā)生側(cè)翻運(yùn)動(dòng)。

（3）低風(fēng)速時(shí)，路面附著條件對(duì)側(cè)向位移的影響較??；高風(fēng)速時(shí)，路面附著條件對(duì)側(cè)向位移的影響較大。汽車(chē)是否發(fā)生側(cè)滑是路面附著條件對(duì)側(cè)向位移峰值影響程度的決定因素。

（4）現(xiàn)有橋梁限速標(biāo)準(zhǔn)下，以側(cè)偏事故為評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，不同車(chē)型在不同路面條件下發(fā)生側(cè)偏事故的臨界風(fēng)速不同，轎車(chē)在3種路面條件下的臨界風(fēng)速值分別為28.5、26.2和22.9 m/s，貨車(chē)在3種路面條件下的臨界風(fēng)速值分別為22.8、22.1和20.8 m/s。當(dāng)側(cè)風(fēng)風(fēng)速超過(guò)臨界風(fēng)速后，汽車(chē)須降速行駛，不同車(chē)型、不同路面條件和不同風(fēng)速等級(jí)下的降速標(biāo)準(zhǔn)各異。本研究中的安全車(chē)速分析是基于一種固定預(yù)瞄時(shí)間的前視預(yù)瞄駕駛員反饋控制模型而提出，沒(méi)有考慮實(shí)際駕駛?cè)藛T的差異影響，今后將進(jìn)一步開(kāi)展自愿者駕駛模擬試驗(yàn)。