建 筑 技 术 开 发 Building Technology Development 道路桥梁 Roads and Bridges 第44卷第 1期 2017年1月
基 于 C F D 桥 梁 典 型 断 面 三 分 力 系 数
差 异 研 究
王 锋 ， 赖 笑
(成 都 理 工大 学工程技 术 学院 ，四川 乐山 614000)
[摘 要 ]研究桥梁的抗风性能时，三分力系数可影响分析精度，在研究桥梁抗风性能时常采用风洞试验进行桥梁气动稳定
的测试工作，但采用此种方法测试时需要较长的周期及较 高费用，加之难以实现流动可视化，导致其应用受到一定限制。随着
CFD方法的发展 ，使风洞试验被替换成为可能，尽管风动试验不能被 CFD方法完全取代，但仍可提升抗风性能分析的精确性。
文章首先分析了桥梁抗风分析时仅应用抗风设计规范存在的局限性，接着介绍了CFD及其在桥梁工程中应用的必要性，最后分
析 了基于 CFD桥梁典型断面三分力系数差异。
[关键词 ]CFD；桥梁断面 ；三分力系数 ；差异分析
[中图分类号 ]U441．3 [文献标志码 ]A [文章编号 ]1001—523X (2017)01-0131．J02
Study on Difference of Typical Section of Three Com ponent
Coefficients Based on CFD Bridge
WangFeng，Lai Xiao
[Abstract]The study On wind resistant performance ofthe bridge，a parameter analysis accuracy for three component coefficients，
SO far，the test work still stable bridge gas by using wind tunnel test，but the test method requires a relatively long cycle and high
cost，and difficult to achieve flow visualization，leading to its application limited．With the development of CFD (Computational Fluid
Dynamics)method of development，make the wind tunnel test was replaced as possible，although the wind cannot be completely
replace the CFD test method，but the accuracy of the approval to increase the wind resistance analysis．In this paper，firstly analyzes
the limitations of the bridge wind resistance analysis only application of wind resistant design code exists，then introduces the necessity
of CFD and its application in bridge engineering，finally analyzes the difference between the typical section of the three component
coefficients based on CFD bridge．
[Keywords]CFD；bridge section；three component coefficient；difference analysis
桥梁属于建筑物的一种，裸露于地表中，无法避免风吹、
雨淋、日晒等 自燃现象所产生的影响，而风力对其的影响最大。
近年来，桥梁工程的设计水平及施工水平不断提升，由此也
促使桥梁的长度逐渐加长，提升了其对风作用的敏感性，设
计大跨径桥梁时，主要控制的荷载即为风荷载。设计人员在
进行桥梁抗风设计时，关键问题即为如何选择主梁的气动型，
当前，扁平钢箱梁、分离式双主梁、分离式双边箱、Ⅱ 型主
梁为我国桥梁常用的主梁形式，评价主梁气动稳定性时，风
洞试验仍然为根本方法，鉴于其诸多缺陷的存在 ，还需研究
出其他更具优势的评价方法。
1 当前仅采用抗风设计规范存在的局限性
1．1 无法保证计算结果的准确性
桥梁设计初期，风洞试验或数值模拟工作不进行时，通
过静力三分力系数无法得到准确结果，计算过程 中，将 以往
经验、相关规范规定为静风荷载计算的依据以得到初步阻力
系数。因每座桥梁的特性不同，仅依赖以往经验及设计规范
中的公式并不能保证计算结果的准确性。
1．2 缺乏完整的计算结果数据
初步设计阶段中，因三分力系数并不存在，需开展临界
风速验算工作时，颤振临界风速是唯一能验算的数据，无法
验算静力发散临界风速等其他重要数据，导致计算结果数据
的完整性较差 【1]。对于大跨径桥梁来说，具有非常复杂的风致
振动，即使颤振可控制在不破坏结构的范围内，但因驰振计
算及验算结果并不准确，为工程埋下安全隐患。
收稿日期：2016-09-09
作者简介：王锋 (1984一)，男，湖北天门人，讲师，主要研究方向
为土木工程专业的教学。
1．3 桥梁安全性保障比较低
受到上述两方面问题的影响，工程难以有效的保证桥梁
结构的安全性。通常，在设计阶段中，均采用较高的桥梁安
全系数，且会多方面、多角度 的考虑，但因桥梁跨度较大，
风作用敏感性强，可能会导致其风致振动形式变化，增加不
安全事件的发生几率。
1．4 控制造价经济性差
因无法保证计算结果的准确性及完整性，设计人员设计
过程中，为提升桥梁安全性，会采取将结构刚度提升的方法，
此种方法是否会提升结构安全性有待商榷，但会增加桥梁的
造价，出现浪费材料和成本的现象，降低桥梁造价的经济性 [2】。
2 CFD概述及其在桥梁工程中应用的必要性
2．1 概述
CFD是指计算
基于CFD桥梁典型断面三分力系数差异研究（论文）.pdf
