曲线人行拱桥之气动力行为研究

摘要

随着都市的迅速发展,近代兴建了相当多的中短跨径人行桥梁,相较于过往以跨河谷运输为主要需求的长跨径桥梁,此类型的桥梁亦肩负着都市美化与观光游憩的功能,因此,其结构造型设计上相当的多元且多变.本研究以此类型的人行桥梁为研究方向,选取一座中跨径曲线人行拱桥为研究标的,探讨其气动力行为.标的桥梁之拱圈以及主梁均采用曲线设计,主梁为一曲率半径与夹角分别为520公尺以及28°之曲线箱型梁,高宽比约为2.22,拱圈高点离地高约41公尺.文中以1/100之全模型气弹试验探讨其气动力行为,流场以C地况进行模拟,实验结果显示,在100年设计风速下并无颤振发散或是过大的抖振反应.此外,本文中亦藉由散漫振动理论计算标的桥梁之数值预估结果以进行比较,然而,对于本案之曲线造型主梁,将其视为风向角连续变化之受风情况,故采用基于风力分解概念的余弦法则(Cosine Rule)来模拟曲线主梁之自身扰动力以及抖振力.比较全模型气弹试验之结果显示,此方式仍能获的不错之数值预估.