Расчет аэродинамической устойчивости моста через реку Тура

О проекте

  • Расчет аэродинамической устойчивости моста через реку Тура
  • «Институт «Стройпроект»
  • Строительство
  • 2013 год

Расчет аэродинамической устойчивости моста через реку Тура

Инженерная группа «Стройпроект» – лидер дорожной отрасли России в сфере комплексного проектирования и строительного контроля.

Компании-члены Инженерной группы представлены в разных регионах России – от Санкт-Петербурга и Москвы до Саратова и Новосибирска. За годы работы специалистами «Стройпроекта» запроектировано множество дорожных сооружений в различных регионах России (скоростные автомагистрали, мосты, путепроводы, эстакады, тоннели), в том числе – такие масштабные объекты, как искусственные сооружения Кольцевой автодороги и Западный Скоростной диаметр в Санкт-Петербурге, инфраструктурные проекты к Чемпионату мира по футболу 2018 и Олимпиаде 2014 в Сочи. «Стройпроект» принимает участие в крупных концессионных проектах строительства и реконструкции: Скоростной платной автодороги М-11 Москва – Санкт-Петербург, федеральных трасс М-1 «Беларусь», М-4 «Дон», М-8 «Холмогоры» и др. В Санкт-Петербурге проведена реконструкция крупных мостов через Неву, а также малых мостов в историческом центре города.

Помимо проектирования транспортной инфраструктуры, специалисты «Стройпроекта» осуществляют строительный контроль на масштабных проектах по всей России. Среди крупных проектов: Комплекс защитных сооружений Санкт-Петербурга от наводнений, мост через пролив Босфор Восточный во Владивостоке, развитие Мурманского транспортного узла.

В 2013 году «Институт «Стройпроект» заказал у компании «МЦД» расчет аэродинамической устойчивости моста через реку Тура.

Цель проекта заключалась в расчетном моделировании обтекания поперечного сечения мостовой конструкции с целью выявления опасных режимов эксплуатации с точки зрения аэродинамической неустойчивости конструкции в потоке.

В связи с тем, что современные мостовые конструкции большей частью проектируются и выполняются из стальных конструкций, гибкость современных мостовых пролетов, по сравнению с железобетонными конструкциями, заметно возросла. Это привело к необходимости включения в перечень обязательных расчетов проверку и учет аэродинамической устойчивости мостов с длиной пролетов более 100м при воздействии боковой ветровой нагрузки. Из описанных способов потери аэродинамической устойчивости, наиболее опасными для мостовых пролетов являются классический изгибно-крутильный флаттер (пример – разрушение моста Такома) и вихревой резонанс (пример – колебания Волгоградского моста).

Основной целью расчетных работ была проверка аэродинамической устойчивости проектируемого сталежелезобетонного балочного пролетного строения моста через реку Тура. Расчеты выполнялись в программном комплексе Ansys Fluent.

Программные продукты Ansys верифицированы и сертифицированы многими зарубежными и Российскими организациями. К последним относятся: Российская академия архитектуры и строительных наук, Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору.

Для конструкции поперечника проектируемого пролетного строения моста через реку Тура в программном комплексе Ansys Fluent были проведены расчеты аэродинамической устойчивости мостовой конструкции в псевдо-трехмерной постановке. Были получены значения средних и амплитудных значений подъемной силы, лобового сопротивления и аэродинамического момента.
С целью повышения аэродинамической устойчивости была проведена оптимизация конструкции моста. Заказчиком были предложены два варианта обтекателей (А и В), отличающихся кривизной поверхностей.

В ходе исследования была рассчитана максимальная амплитуда вынужденных колебаний центрального пролета при действии ветровой нагрузки, ее значение примерно в 3 раза меньше, чем допустимое значение максимального упругого прогиба от действия подвижной временной вертикальной нагрузки. По результатам расчетов, величина подъемной силы для базового варианта больше, чем для оптимизированного варианта поперечного сечения для первых 3-х форм колебаний примерно в 5-7 раз. Таким же образом соотносятся величины максимальных амплитуд вынужденных колебаний для варианта В и базового варианта.

Для проектирования пролетного строения моста был рекомендован вариант обтекателя, соответствующий варианту оптимизированного поперечного сечения В.

На основании проведенных расчетных исследований был сделан вывод об аэродинамической устойчивости конструкции.

Поле скоростей. Скорость набегающего потока 20 м/с. Общий вид
Рисунок 1. Поле скоростей. Скорость набегающего потока 20 м/с. Общий вид
Зависимость амплитуды изменения подъемной силы от скорости ветра
Рисунок 2. Зависимость амплитуды изменения подъемной силы от скорости ветра

Есть подобная задача? Звони!

Позвоните нам

+7 (495) 644-06-08

Напишите нам

info@digitaltwin.ru

Часы работы

Пн-Пт 9:00 – 18:00

Другие проекты

Отправить сообщение

    Свяжитесь с нами

    Позвоните нам

    +7 (495) 644-06-08

    Напишите нам

    info@digitaltwin.ru

    Часы работы

    Пн-Пт 9:00 – 18:00