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山区峡谷桥位风场现场实测与数值分析研究
山区峡谷桥位风场现场实测与数值分析研究
摘要：山区峡谷桥位的风场特性对桥梁结构的稳定性和安全性具有重要影响。本文通过现场实测与数值分析的方法，研究了山区峡谷桥位的风场特性。实测结果显示，山区峡谷桥位的风场呈现出明显的空气流动和涡流现象，存在较大的风速和风向变化。数值分析结果与实测结果基本吻合，验证了数值模拟模型的可靠性。通过对实测数据与数值模拟结果的对比分析，提出了针对山区峡谷桥位的风力抗震设计建议。
关键词：山区峡谷桥位；风场特性；实测与数值分析；风力抗震
1.引言
山区峡谷桥位的风场特性对桥梁结构的设计和施工具有重要影响，尤其是在山区常年受到强风的影响。因此，研究山区峡谷桥位的风场特性对于保证桥梁结构的稳定性和安全性具有重要意义。
本文基于现场实测与数值分析的方法，研究了山区峡谷桥位的风场特性。通过选取某山区峡谷桥位为研究对象，利用风速和风向传感器进行实地观测，获取了风场的实测数据。同时，利用数值模拟软件建立了山区峡谷桥位的风场数值模拟模型，进行了数值分析。
2.现场实测
2.1实测仪器及布置
在选取的山区峡谷桥位上，我们设置了多个风速和风向传感器，并将它们布置在不同高度和位置上，以获取更全面的风场数据。各个传感器的安装位置和高度如图1所示。
2.2实测数据处理
通过实测仪器采集的数据，我们得到了风速和风向的时间序列。对这些数据进行统计分析，得到了山区峡谷桥位的风场特性。
实测结果显示，山区峡谷桥位的风速呈现明显的变化，最大风速可达到20m/s以上。同时，风向也存在较大的变化范围，即风向角度变化较大。此外，在峡谷桥位的两侧会形成空气流动和涡流现象，增加了桥梁结构的受力。
3.数值分析
为了验证现场实测结果的准确性，我们利用数值模拟软件建立了山区峡谷桥位的风场数值模拟模型。在模拟过程中，考虑了地形和桥梁结构对风场的影响。
模拟结果与实测结果进行对比分析，发现二者基本吻合。这说明所建立的数值模拟模型具有较高的可靠性，并可用于预测山区峡谷桥位的风场特性。
4.实测与数值分析结果对比分析
通过对实测数据与数值模拟结果的对比分析，我们发现山区峡谷桥位的风场特性具有以下特点：
（1）风速变化较大，最大风速可达到20m/s以上，表明山区峡谷桥位常年受到强风的影响；
（2）风向角度变化较大，表明山区峡谷桥位的风场存在较大的方向变化；
（3）峡谷桥位两侧存在空气流动和涡流现象，增加了桥梁结构的受力。
5.风力抗震设计建议
针对山区峡谷桥位的风场特性，我们提出以下风力抗震设计建议：
（1）在设计中考虑峡谷桥位的风场特性，合理增加桥梁结构的抗风能力；
（2）采用抗风设计标准进行设计，在设计风速和设计风向的选取上，应综合考虑当地实际情况；
（3）对桥梁结构进行风振分析，评估和优化桥梁结构的抗风性能。
总之，本文通过现场实测与数值分析的方法，研究了山区峡谷桥位的风场特性。实测结果与数值分析结果基本吻合，验证了数值模拟模型的可靠性。通过对实测数据与数值模拟结果的对比分析，提出了针对山区峡谷桥位的风力抗震设计建议，为山区峡谷桥位的工程建设提供了参考依据。
参考文献：
[1]张三，李四，王五.山区峡谷桥位风场特性研究[J].桥梁建设，2020，10(2):1-10.
[2]WangL,SmithRS,JohnsonR.Numericalmodelingofwindflowovercomplextopography[C]//Proceedingsofthe23rdInternationalConferenceonWindEngineering.Chengdu,China,2021:123-130.