桁架对列车气动特性的影响及其内部风场分析

摘要

为研究桁架结构对车桥系统气动特性的影响及其内部风场的分布特征,对某大跨度公铁两用斜拉桥的桁架主桥和箱梁引桥进行节段模型风洞试验,对比不同梁型的车桥系统三分力系数。基于试验结果建立CFD模型,推导适合桁架结构的等效风速计算公式,研究桁架横断面、纵断面及各车道位置处的等效风速分布及侧风折算系数。结果表明,桁架对列车的遮风效应较为显著,零攻角时,列车在桁梁上的阻力、升力及力矩系数约为其在箱梁上的66%、17%、50%;横风流经桁架结构出现了风速三维分布,迎风侧外侧车道上的风速高于其他车道;在各车道上方0.15~0.45倍梁高处的风速较大,最大风速出现的位置与车体形心高度较为吻合;桁架内部的平均风速显著低于来流风速,但在节间两个直角三角形形心附近出现了高风区域,最大侧风折算系数达到了0.92。