风障形式对流线型钢箱梁桥面风场及车辆侧倾影响分析.pdf

1、世界桥梁2 0 2 3年第51卷第5期（总第2 2 7 期）World Bridges,Vol.51,No.5,2023(Totally No.227)D0I:10.20052/j.issn.1671-7767.2023.05.01489风障形式对流线型钢箱梁桥面风场及车辆侧倾影响分析王大千，李祝龙（中国市政工程东北设计研究总院有限公司，吉林长春130 0 2 1)摘要：为确保横风作用下桥上车辆行车安全性，分析风障形式对流线型钢箱梁桥面风场分布及车辆侧倾的影响。以某大跨斜拉桥流线型钢箱梁为背景，采用数值模拟方法分析5种风障形式下车道上方的风速分布；通过分析车辆等效风速以及车辆在地面上和桥上时的

2、车辆气动力系数，推导车辆侧倾临界状态以计算车辆侧倾临界风速，进行不同风障形式下桥上3种典型车辆（集装箱车、厢式货车和轿车）的侧倾分析。结果表明：风障对迎风侧的车道（车道1)上方风速分布影响最显著，距离桥面4m以下高度的风场变化最剧烈；5种风障形式下迎风车道1处距离桥面14m高度范围风速受影响最为显著；上单元透风率较小时车道1在距离桥面4m以下高度的风速有所降低，风障向外倾斜一定角度时对于行车安全更有利，风障折角位置对车道1风速分布的影响不明显；对于集装箱车，5种风障形式下桥上车辆最大和最小侧倾临界风速分别为43.3、33.5m/s，较地上车辆分别提高了7 3%和31%。关键词：斜拉桥；流线型钢

3、箱梁；风场分布；风障；等效风速；气动力系数；车辆侧倾分析；数值模拟中图分类号：U448.27;U448.213;U441.2文献标志码：A文章编号：16 7 1-7 7 6 7(2 0 2 3)0 5-0 0 8 9-0 80 引 言桥梁作为公路网的重要组成，对保障车辆的通行起到重要作用。强风是威胁桥上车辆行车安全的主要因素，国内外已报道了多起由强风引起的桥上车辆侧向倾覆的安全事故。桥面风场分布是研究车辆-桥梁气动特性和风致车辆行车安全性的基础，可反映出主梁扰流特征。陈宁等通过风洞试验测试了密纵梁体系桥面板不同车道处的风剖面；曾华林2 1采用数值模拟方法研究了相邻2 座桥的桥面风场，并分析了其

4、相互气动干扰。随着桥上风致行车安全性越来越受重视，强风区桥梁上通常会布置风障等防风措施以改善桥面风环境，从而提高桥上行车安全性。梁笑寒等31对比了不同风障高度、风障透风率等对跨海大桥桥面风环境的影响；吴风英等4研究了开槽箱梁设置风障时的桥面风场，并开展了桥面局部风场现场实测；吴肖波等5 研究了风障破坏对桥梁和车辆气动力系数的影响，分析了不同风障破坏长度下车辆动力响应。随着建筑材料、桥梁新技术和新装备等快速发展，大跨度斜拉桥和悬索桥已成为跨越大江大河、山区峡谷桥梁的主要收稿日期：2 0 2 2-0 4-15基金项目：国家重点研发计划项目（2 0 16 YFC0802403）Project of

5、National Key Research and Development Program of China(2016YFC0802403)作者简介：王大千（198 8 一），男，高级工程师，2 0 10 年毕业于长安大学道路桥梁与渡河工程（桥梁工程）专业，工学学士，2 0 18 年毕业于西南交通大学建筑与土木工程领域工程专业，工程硕士（E-mail:）。形式C6-8。抗风性能好的流线型钢箱梁是大跨度桥梁主梁典型断面形式之一-10 ，目前流线型钢箱梁的风障形式研究主要是对比风障高度和透风率的影响，针对风障形式的分析较少。鉴于此，本文以某大跨斜拉桥流线型钢箱梁为背景，采用数值模拟方法，建立二维数

6、值分析模型，开展了5种风障形式的桥面车道上方风场分布研究，对不同风障下的3种典型车辆（集装箱车、厢式货车和轿车)展开了不同风速下的车辆侧倾分析。1工程背景某长江大桥为双塔三跨斜拉桥，桥跨布置为（50+十2 2 5+49 5+2 2 5+50）m，塔高16 1.6 2 6 m。大桥主梁采用流线型钢箱梁，箱梁宽31.2 m（含风嘴）、高3m，主梁断面如图1所示。为保障桥上车辆的行车安全，主桥全长范围内均设有矩形断面障条式风障（见图2）。风障布置在桥面板与斜腹板交界处，风障立柱采用钢材以保证结构强度，底部通过高强度螺栓与钢箱梁连接。以该桥钢箱梁为背景，分析5种不同风障形式90000风障车道1车道2

7、车道3。弄。车道4车道5车道6世界桥梁2023,51(5)31 200Y单位：mm图1主梁断面Fig.1 Cross-section of main girder图4风障形式1流线型钢箱梁局部网格划分Fig.4 Local finite element mesh of streamlined steel boxgirder for wind barrier pattern 12.2不同车道处桥面风场以风障形式1为例，分析不同车道处桥面风场分布，得到不同车道处横桥向风速沿桥面高度分布，结果如图5所示。其中，车道1最靠近来流人口。8一车道17车道2/6图2 障条式风障5Fig.2 Strip-ty

8、pe wind barrier4对流线型钢箱梁桥面风场的影响，风障形式示意如3图3所示。图中风障以折角点划分上单元和下单2元，不同风障形式的高度和折角不同，风障形式2 和10风障形式4的上单元不透风，即透风率为0，其余透-10风单元的透风率均为50%。图5不同车道处横桥向风速沿桥面高度分布久2口口05(a)形式1(b)形式2(c)形式3(d)形式4(e)形式5单位：m图3风障形式示意Fig.3 Patterns of wind barriers2桥面风场分析2.1数值模型采用OpenFOAM软件建立数值模型，风场数值模拟计算区域设置为2 0 BX30D的长方形（B和D分别为箱梁的宽度和高度）。

9、为更准确模拟近壁面区域的流场，在近壁面设置12 层边界层网格，壁面y+值均控制在3以内，箱梁附近2 BX3D范围内进行网格加密处理，最小网格尺寸约为3.2 10-5B，计算域内网格数量约40 万个，风障形式1流线型钢箱梁局部网格划分如图4所示。分析中横桥向来流风速均取 2 0 m/s。：车道3-车道4车道5车道60横桥向风速/（ms）Fig.5 Lateral wind velocity distribution on differentlanes abovedeck由图5可知：各车道处横桥向风速总体上随着距离桥面高度的增大而增大；迎风侧车道横桥向风速沿桥面高度分布受风障影响最为显著，距离桥面

10、4m以下高度横桥向风速随高度的变化最大且不规律。由于风障的存在，气流流经风障后，产生狭长的低风速带。越靠后的车道，横桥向风速沿桥面高度分布变化越平稳，低风速区高度有一定程度的增大，横桥向风速达到稳定时距离桥面的高度也越高。如车道1处在距离桥面4m以上高度横桥向风速趋于稳定，随着高度的增大，风速不再显著变化，但车道6 处在距离桥面5.4m以上高度横桥向风速才基本趋于稳定。车道14处在距离桥面1m以下高度横桥向风速为负，这是由于来流绕过风障和防撞护栏后，在近地面形成了较大的空腔（见图6），出现负压回流现象。2.3不同风障形式桥面风场为研究不同风障形式对桥面风场的影响规律，对比分析5种风障形式的桥面

11、风场分布。考虑到车1102030风障形式对流线型钢箱梁桥面风场及车辆侧倾影响分析-10-505 10152025单位：m/s图6 风障形式1对应的风场分布Fig.6 Wind field distribution for wind barrier pattern 1道1处风速随高度变化最为剧烈，因此，以车道1处的风场分布情况进行分析。5种风障形式车道1处横桥向风速沿桥面高度分布如图7 所示。8风障形式17风障形式26风障形式35-风障形式4风障形式543210-10图7 不同风障形式横桥向风速沿桥面高度分布（车道1）Fig.7 Lateral wind velocity distributio

12、n above bridge deckfor different wind barrier patterns(lane 1)由图7 可知：不同风障形式下，车道1处距离桥面4m以上高度横桥向风速才基本稳定，在1m以下高度风速变化相对一致，表明5种风障形式对车道1处的风速影响范围约为桥面以上14m。主要原因是风障高度均为3m，风障高度以上的风速受风障影响逐渐减弱；同时5种风障形式在近地面的透风率基本一致，仅风障形式35略有角度倾斜，但其对桥面近地面风场影响不显著。距离桥面14m 高度范围内风速受风障形式影响最为显著，车辆所受的风荷载与风障形式关联性较强。为明确本文对比的5种风障形式的参数影响规律，

13、分别从上单元透风率、风障倾角、风障折角位置3个方面进行对比分析。2.3.1风障上单元透风率为研究风障上单元透风率对桥面风场的影响，对比分析风障形式1和风障形式2 的桥面风场。结果表明：风障形式2 的桥面风速整体比风障形式1的小，说明风障形式2 的遮蔽效应更为明显（见图8），遮蔽效应与透风率呈正相关；对于风障形式1，王大千，李祝龙有3段典型加速段，分别为距离桥面11.8、2 3、3.44m高度，在距离桥面1.8 2、3 3.4m高度附近出现了风速减小的现象，这是由于风障和防撞栏杆的联合影响（见图6），导致距离桥面1.8 m和3m高度附近的气流出现了较为明显的局部挤压增速；对于风障形式2，有2 段

14、典型加速段，分别对应距离桥面12 m和36 m高度,距离桥面2 3m高度对应不透风的上单元段，风速仅略有增大，距离桥面3m以上高度车道处气流逐渐脱离了风障的影响，风速随高度增大基本呈指数形式增加。可见，上单元透风率较小时，距离桥面4m以下高度的风速分布更紊乱，风速有所降低。1050510152025图8 风障形式2 对应的风场分布Fig.8Wind field distribution for wind barrier pattern 2010横桥向风速/（ms)91单位：m/s20302.3.2风障倾角为研究风障倾角对桥面风场的影响，对比分析风障形式2 和风障形式4的桥面风场。结果表明：距离

15、桥面2 m以下高度2 种风障形式下的风速差异不大，在距离桥面2 3m高度范围内，风速变化出现了明显区别，风障形式2 的风速变化依然较为规律,风速随高度略有增加；风障形式4对应的风速随高度增大而减小，这主要是由于通过透风的下单元板后，一部分气流因倾斜的风障导流效应流经防撞栏杆，一部分气流受到栏杆挤压，经栏杆上部流过，在距离桥面2 3m高度范围形成了较大的空腔（见图9），导致空气一定程度的回流，从而造成风速随高度增大有所减小。受不透风风障的遮蔽影响，风障形式2 与风障形式4距离桥面3 m以下高度的风速较低，但风障形式4对应的距离桥面高度由3m增大到4m时，风速由6.7 m/s迅速增大到19m/s，

16、这主要是因为风障形式4整体向外倾斜，气流流经风障顶部时形成的漩涡范围更小，对上方气流的影响范围更小，超出风障影响范围后，风速迅速增大至接近来流风速值。综上可知，风障向外倾斜一定角度时,虽然距离桥面48 m高度范围内的风速显著增大，但距离桥面4m以下高度范围内的风速有所降低，对于行车安全应更有利。92Fig.9 Wind field distribution for wind barrier pattern 42.3.3风障折角位置为研究风障折角位置对桥面风场的影响，对比分析风障形式3和风障形式5的桥面风场。结果表明:2 种形式在距离桥面2 m以下高度和4m以上高度的风速变化基本一致，在距离桥面

17、2 4m高度范围内，风障形式3对应的风速变化随高度增大较为规律，仅距离桥面3.13.6 m高度范围风速略有减小，但变化不显著；风障形式5在距离桥面2.53.4m 高度范围风速出现了明显的减小,通过对风障形式5的风场分布（见图10)分析发现，这是由于风障上单元高度较高，空气流过风障后形成的尾流区域影响范围更狭长，覆盖了车道1部分区域，引起了风速的不规律变化。总体而言，风障折角位置对车道1风速分布的影响并不显著。-10-5 051015 20 25图10 风障形式5对应的风场分布Fig.10 Wind field distribution for wind barrier pattern 53车辆

18、侧倾分析车辆受风的作用发生侧倾主要与车辆高度范围内风速、车辆气动特性等因素有关。首先引人车辆等效风速，再根据桥面风场分布与地面风场分布关系，对地面行驶车辆的气动力系数进行修正得到桥上车辆气动力系数，最后根据车辆侧倾稳定性评定世界桥梁2023,51(5)车受到的风荷载可分为侧力和侧力矩，因此等效风速可对应分为侧力等效风速Uegq.s和侧力矩等效风速Ueq,R，计算公式如下：Ueq.s1Uea,-10-50510152025单位：m/s图9 风障形式4对应的风场分布单位：m/sU?(z)dzU?(z)zdzV0式中，为车辆高度;U（)为距离桥面高度处横向风速。3.2车辆气动力系数分析由上述风场分析

19、可以看出，由于桥梁断面和风障的导流、遮蔽作用，桥面风场不呈指数分布，与地面的风场分布存在显著差异，因此，车辆行驶于桥上所受的风作用与行驶于路面上是有区别的。车辆气动特性分析是分析车辆风致安全性的基础，气动力系数是车辆断面所受侧力和侧力矩的无量纲表达。Baker研究表明，行驶于地面上的车辆气动力系数可采用统一表达式，并拟合了不同车辆五分力的气动力系数表达式11。其中车辆五分力和速度分量示意如图11所示，图中CG为车辆重心位置。五分力计算公式如下：F.=2oVia CAM,=2eVaC,Ah式中,F,和C,分别为力作用及其对应的气动力系数,i=S时为侧力、i=L时为升力；M,和C,分别为力矩作用及

20、其对应的气动力系数，j=Y时为横摆力矩、j=P时为俯仰力矩、j=R时为侧倾力矩;为空气密度，取1.2 5kg/m；V r e l为相对速度；A为迎风面面积；h为迎风面高度。引入桥面风场分布与地面风场分布关系，对Baker所提出的表达式进行修正，修正后桥上车辆M.CifCGV(1)（2）(i=S,L)(3)h(j=Y,P,R)MpFMR方法得到车辆侧倾临界风速。3.1等效风速计算由于不同汽车车辆高度不同，所受风的作用也不同，为表征车辆所受风的作用，引入等效风速。汽U图11车辆五分力和速度分量示意Fig.11 Schematic diagram of five-component forces a

21、ndvelocity components of vehiclesrcl风障形式对流线型钢箱梁桥面风场及车辆侧倾影响分析气动力系数计算如下：(Cs()=rci+ai()iC(y)=rc2+az(sinb2)Cy()=rcs+as()sCp()=rc4+a()4(Cr()=Rcs+as()s式中,Cs、CL、Cy、Cp、CR分别为侧力系数、升力系数、横摆力矩系数、俯仰力矩系数、侧倾力矩系数；中为相对风偏角，为0 90;r和R分别为侧力风速系数和侧力矩风速系数，即分别为车辆位于桥上与地面时的侧力等效风速之比和侧力矩等效风速之比;k、b、C（k=1,2,5,对应风障形式15)为地面上车辆的气动力系数

22、参数，可通过风洞试验或数值模拟得到。3.3车辆侧倾临界风速计算对多起车辆侧倾事故进行分析发现，绕后轮的侧倾事故多由于风的作用导致车辆绕后轮的转动力矩超过重力产生的力矩，车辆发生事故时，并未见明显的车辆振动，因此，车辆侧倾力可考虑为风的直接作用，忽略动力效应12-13。基于此，本文车辆侧倾分析采用以下几点假定：强风下车辆侧倾主要由车辆重心之后的部分控制；车辆风荷载的一半作用在后轮上；后轮为侧倾点，仅后轮分配的质量平衡风致车辆绕后轮的转动力矩；车辆重心在纵向距车头2/3车长位置。则车辆侧倾稳定性可评定如下：rsMRoMs3MyMRo=MR+(Fs2(FL-33 Mp)b+mRaLZCGMs=mRg

23、b/2式中，rs为安全系数，一般为1.31.6,本文取1.5；MR为由气动五分力引起的车辆倾覆综合力矩；Ms为分配到后轮的质量因重力产生的竖向惯性力矩；mR为车辆分配于后轮的质量；6 为轮胎外缘横向距离；zcG为车辆重心离地高度；L为车辆长度；g为重力加速度；aL为车辆惯性力加速度，取0.15g14。14。由式(3)（7)可得相对速度Vrel:Vrel=mRgb/(2 rs)-mR aL2cc2-3CpA-CR c+(C,ZcG+(CL一LL2风率更小,因此车辆对应的侧力和侧力矩等效风速(8)均较小。对于不同类型车辆，风障形式1、3和5王大千，李祝龙根据图11速度分量示意，侧倾临界风速U计算公

24、式如下：U=/Vre-2VrelV.cosb+V(4)式中，V为车辆速度。3.4车辆侧倾分析结果公路交通中常见的汽车车型主要有集装箱车、厢式货车和轿车（高度分别为3.7 8、3.35、1.4m），对这3种车型进行侧倾分析。由图5、图7 可知，不同车道处、不同风障形式桥面风场距离桥面6 7 m以上高度风速已基本稳定，故选取距离桥面2 0 m高度风速作为梯度风速，即2 0 m处高度风速为来流平均风速2 0 m/s。另根据桥址区地表类型和公路桥梁抗风设计规范（JTG/T3360-012018）相关规定，该桥桥面风剖面指数选取0.12，由规范规定的指数型风剖面风速变化规律，可得出不同高度的横向风速U（

25、）。进而根据式（1）、式（2），可得到5种风障形式下的车辆等效风速，如图12 所示。12集装箱车1086420(5)1210之CG+L(6)(7)3 Cph)67由于风障形式2 和风障形式4有不透风单元，透93(9)厢式货车轿车12(a）侧力等效风速集装箱车厢式货车86420图12 5种风障形式下的车辆等效风速Fig.12 Equivalent wind velocity of vehicle on bridgefor five types of wind barriers由图12 可知：侧力和侧力矩等效风速随风障形式变化的规律较为一致。轿车因高度较低，其等效风速最小，集装箱车和厢式货车的等效

26、风速较大。3风障形式12(b）侧力矩等效风速4轿车34风障形式5594对等效风速的影响程度不同，如对于集装箱车，风障形式3时的等效风速最大，风障形式1时的等效风速最小；但对于轿车，风障形式1时的等效风速最大，风障形式5时的等效风速最小。由前述分析可知，距离桥面高度越大，风速往往越大，且3种典型车辆中集装箱车的等效风速最大。故以某集装箱车为算例进行车辆侧倾分析，计算桥上集装箱车的气动力系数和侧倾临界风速。集装箱车质量为12 0 0 0 kg，长14m，横断面宽2.56 m、高2.5m，车辆重心离地高度1.8 m，横风向迎风面积34m。车辆速度按6 0 km/h考虑。根据Cheli等15 的风洞试

27、验数据，对集装箱车风洞试验结果进行拟合，得到桥上集装箱车气动力系数参数，如表1所示。根据地面与桥面风场的风速关系，由式（4)计算5种风障形式对应的桥上集装箱车的气动力系数，如图13所示。由图13可知：由于风障的存在，作用在桥上车辆的气动力会有所折减。表1桥上集装箱车气动力系数参数Table 1 Aerodynamic coefficient parameters of containercarriers on bridgekak10.1020.233040.035-0.07由式(8)和（9)计算地面集装箱车和5种风障形式对应的桥上集装箱车的倾覆临界风速，如图14所示。由图14可知：当集装箱车分

28、别位于地面和采用风障形式15的桥上时，对应的侧倾临界风速分别为2 5.6、34.7、39.8、33.5、43.3、34.9 m/s，对应的风偏角分别为40、50、50、45、55、45，即设置桥上风障后，车辆侧倾临界风速显著提高，风障形式15下车辆临界风速较地面上分别提高了36%、55%、31%、7 3%、36%。结合桥面风场分析可知，风障上单元透风率小有利于行车安全，在上单元封闭的情况下，将风障向外倾斜一定角度设置对行车安全更为有利。总体而言，5种风障形式中，风障形式4的防风效果最好，风障形式3的防风效果最弱。4结论本文以某大跨斜拉桥流线型钢箱梁为背景，基于数值模拟方法，开展了5种风障形式对

29、桥面风场的影响研究；并以集装箱车、厢式货车和轿车3种车世界桥梁2023,51(5)2.0地面车辆一一桥上车辆（风障形式1)一桥上车辆（风障形式2）一桥上车辆（风障形式3）一桥上车辆（风障形式4）一一桥上车辆（风障形式5）1.51.0F0.5F0102030405060708090风偏角/（）(a)侧力系数一地面车辆一一桥上车辆(风障形式1)一桥上车辆（风障形式2）一一桥上车辆（风障形式3)一桥上车辆（风障形式4)一一桥上车辆（风障形式5)00.5-1.0-1.50102030405060708090风偏角/()(b）侧力矩系数注：图中地面车辆数据来源文献15。下同。bkCk0.6302.05-

30、0.052.970.100.09-0.010.67-0.02上图13桥上集装箱车气动力系数Fig.13 Aerodynamic coefficients of container carrierson bridge110一地面车辆100一桥上车辆(风障形式2）一一桥上车辆（风障形式3)2S.W)/9080706050403020100Fig.14 Roll-over critical wind velocity of container carrier辆为例进行车辆侧倾分析，得到主要结论如下：（1）迎风侧车道横桥向风速沿桥面高度分布受风障影响最为显著，距离桥面4m以下高度的风速变化最大且不规律

31、。由于风障折角及透风率等的影响，流经风障的气流可能形成空腔，或可能受到防撞护栏的影响而挤压抬升，进而会对桥面风场产生影响。（2）对于本文所讨论的5种风障形式，在迎风车道1处，均为距离桥面4m以上高度风速基本稳定，同时距离桥面1m以下高度风速变化相对一致，距离桥面14m高度范围内风速受风障影响一一桥上车辆（风障形式1）一桥上车辆（风障形式4）一一桥上车辆（风障形式5)10203040.5060708090风偏角/（）图14集装箱车倾覆临界风速风障形式对流线型钢箱梁桥面风场及车辆侧倾影响分析最为显著,这主要是与风障高度设置为3m有关。（3）风障上单元透风率较小时，距离桥面4m以下高度的风速分布更紊

32、乱，风速有所降低；风障向外倾斜一定角度时，虽然距离桥面48 m高度范围内的风速显著增大，但距离桥面4m以下高度范围内的风速有所降低，对于行车安全应更有利；风障折角位置对车道1风速分布的影响并不显著。（4）集装箱车位于地面上时，侧倾临界风速为25.6m/s，位于采用5种风障形式的桥上时，最大和最小侧倾临界风速分别为43.3m/s和33.5m/s，较位于地面上时分别提高了7 3%和31%。研究的5种风障形式中,风障形式4的防风效果最好。参考文献(References):1陈宁,李永乐，王云飞，等考虑桥面风场等效气动效应的行车安全性分析工程力学，2 0 17,34（7）：6 1-6 8.(CHEN

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34、of ParallelBridgesD.Chengdu:Southwest Jiaotong University,2014.in Chinese)3梁笑寒，李正农，苏万林，等风障对跨海大桥桥面风环境影响的风洞试验研究C/第十五届全国结构风工程学术会议暨第一届全国风工程研究生论坛论文集。杭州：中国土木工程学会，中国空气动力学会，2 0 11：385-388.(LIANG Xiaohan,LI Zhengnong,SU Wanlin,et al.Wind Tunnel Test on the Impact of Wind Barriers on theWind Environment of Cr

35、oss-Sea Bridge DeckCJ/The15th National Conferenceon Structural WindEngineering&the lst National Forum on WindEngineering for Graduate Students.Hangzhou:ChinaCivil Engineering Society，Ch i n e s e A e r o d y n a m i c sResearch Society，2 0 1l:38 5-38 8.in C h in e s e)4吴风英，赵林，曹丰产，等开槽箱梁设置风障行车风环境模拟、试验

36、与实测J哈尔滨工业大学学报，2 0 2 2，54(3):20-31.(WU Fengying,ZHAO Lin,CAO Fengchan,et al.Numerical and Physical Simulation and Full-ScaleMeasurement of Local Wind Environment around SlottedBox Girder with Wind BarriersJJ.Journal of HarbinInstitute of Technology，2 0 2 2，54（3):2 0-31.in王大千，李祝龙Chinese)5吴肖波,张迅,韩艳，等风屏

37、障破坏所致风载突变对桥梁列车行车安全影响研究J桥梁建设，2 0 2 3，53(1):78-86.(WU Xiaobo,ZHANG Xun，H A N Y a n,e ta l.Research on Effects of Abrupt Wind Loads ChangeCaused by Wind Barrier Damage on Train RunningSafety on BridgeJJ.Bridge Construction，2 0 2 3,53(1):78-86.in Chinese)6徐茂,陈飞红河特大桥主桥总体设计及关键技术J.世界桥梁，2 0 2 2,50（5）：1-6.(X

38、U Mao，CH EN Fe i.O v e r a l l D e s i g n a n d K e yTechniques of Main Bridge of Honghe BridgeLJ.WorldBridges，2 0 2 2,50(5):1-6.in C h in e s e)7宋神友，陈伟乐深中通道桥梁工程方案及主要创新技术J桥梁建设，2 0 2 1,51(5)：1-7.(SONG Shenyou,CHEN Weile.Bridges of Shenzhen-Zhongshan Link and Main InnovationsJJ.BridgeConstruction，2 0

39、 2 1,51(5)：1-7.in C h in e s e)8毛伟琦，胡雄伟中国大跨度桥梁最新进展与展望J.桥梁建设，2 0 2 0,50(1)：13-19.(MAO Weiqi,HU Xiongwei.Latest Developments andProspects for Long-Span Bridges in China JJ.BridgeConstruction，2 0 2 0,50(1):13-19.in C h in e s e)9王志诚，闫永伦，徐国平，等棋盘洲长江公路大桥主桥总体设计J.桥梁建设，2 0 2 2，52（3）：10 6-112.(WANG Zhicheng，Y

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43、Ann Arbor:The Universityof Michigan Transportation Research Institute,1999.15C H ELI F,RI PA M O NT I F,SA BBI O NI E,e ta l.Effects of Wind Barriers on Wind Fields of Streamlined Steel Box(China Northeast Municipal Engineering Design&Research Institute Co.,Ltd.,Changchun 130021,China)Abstract:The s

44、tudy focuses on effects of patterns of wind barriers on wind field distribution instreamlined steel box girder bridge and vehicle roll-over.An existing long-span cable-stayed bridgewith streamlined box girders was taken as a case,numerical simulation was conducted to analyzethe wind velocity distrib

45、ution over vehicle lanes where five different patterns of wind barriers wereused.The equivalent wind velocity of vehicles as well as dynamic coefficients of vehicles on groundand bridge were analyzed,to derive the roll-over critical condition of vehicles,calculate the roll-over critical wind velocit

46、y of vehicles,and analyze the roll-over of three typical types of vehicleswhen different wind barriers are used,including(container carrier,van and car).It is shown thatthe wind velocity distribution over windward vehicle lane(lane 1)is sensitive to the pattern ofwind barriers,where the wind fields

47、4 m below the bridge deck undergo drastic change.For allthe five types of wind barriers,the wind velocity within 1 to 4 m range above the deck on lane 1 isthe most significant.The wind velocity 4 m below the deck of lane 1 is decreased when the windpenetration rate of upper unit is small,to make the

48、 wind barriers incline outwardly to a degree,so that the vehicles will travel more safely on the bridge.The break angle of wind barriers is not acritical influential factor of the wind velocity distribution over lane l.For the container carrier,the maximum and minimum roll-over critical wind velocit

49、ies are 43.3 m/s and 33.5 m/s with anyof the five patterns of wind barriers,improved 73%and 31%,respectively.Key words:cable-stayed bridge;streamlined steel box girder;wind field distribution;windbarrier;equivalent wind velocity;dynamic coefficient;vehicle roll-over analysis;numericalsimulation（编辑：赵兴雅）世界桥梁2023,51(5)Wind Tunnel Tests on Heavy Road Vehicles:CrossWind Induced Loads-Part 2 J.Journal of WindEngineering and Industrial Aerodynamics,201l,99(10)：10 11-10 2 4.Girder and Vehicle Roll-OverWANG Daqian,LI Zhulong