论文台风影响下的大跨度拱桥桥址区近地风特性实测是关于台风方面的论文题目、论文提纲、台风论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。
摘 要：基于南广铁路肇庆西江特大桥风速风向监测子系统,对2015年6月台风“鲸鱼”气候条件下的平均风速、平均风向以及脉动参数（紊流强度、阵风因子、紊流积分尺度、脉动风速功率谱等）开展实测研究.结果表明：台风影响下1 min平均风速波动幅度较大,呈现出跳跃性；实测紊流强度离散性较低,纵向紊流强度实测值0.253,紊流强度和阵风因子有随平均风速的增大而减小的趋势特征,且该趋势在低平均风速段更为明显；各方向上紊流积分尺度与规范相应推荐值差别较大,流场中主要以中小尺度涡旋为主,其离散度随平均风速的增加略有增大；规范推荐的Kaimal 谱与实测水平向脉动功率谱函数并不能很好地符合,台风“鲸鱼”在低频段和高频段的谱值均偏高.实测表明台风风场具有一定相关性,采用Denport假设会带来一定误差.
关键词：台风“鲸鱼”；大跨度拱桥；场地实测；平均风特性；脉动风参数
中图分类号：U238文献标志码：A
适应走向海洋、建设“海上丝绸之路”的国家战略,高速铁路桥梁逐渐向更大规模和跨度的洲际跨海工程及连岛工程迈进.跨径的不断增大,使跨海桥梁的结构刚度与阻尼不断降低,对复杂气候环境及强台风等极端天气的敏感性亦随之增强[1-2].为真实把握台风致灾机理,为台风影响区域内桥梁的设计与运营提供科学依据,需要对台风特性（包括风场分布特征及其演变过程等）开展研究.现阶段最直接且有效的研究手段是开展台风风场特性的场地实测与分析.自上世纪60年始,卫星遥感技术在气象领域的应用使得台风监测和预报成为可能.70年代以来,国内外学者陆续开展了一些有价值的研究工作,如Miyata T等[3]利用日本明石海峡大桥上安装的风速仪,对9807及9918号台风数据进行了采集；Brownjohn J M W等[4]对英国亨伯桥一年间的场地实测风场数据进行了处理；Choi E C C等[5]对新加坡境内台风天雷暴发生期间的阵风因子进行了分析；Masters F J等[6]利用9组可移动式观测塔,对墨西哥湾的3个飓风风场进行了采集,获取了平均风特性及脉动特性等重要风场信息；曹曙阳等[7]对台风Maemi进行了场地实测并对其进行了较全面的研究；李秋胜等[8]对强台风“黑格比”登陆全过程进行了监测和近地风场特性分析；王旭等[9]利用40 m测风塔对台风“梅花”登陆过程中的风速风向等信息进行了全程记录,并对其脉动风特性展开探讨；庞加斌等[10]对台风“派比安”进行了三维强风样本采集,对沿海地区的强风特性和风谱模型进行了探索；王浩等[11]对台风“韦帕”进行了现场实测研究,总结了桥址区的台风特性及其规律；刘志文等[12]針对黄河复杂地形处的桥址区风场开展了现场实测,并系统研究了大风状况下的脉动风紊流度、风剖面及风谱等；黄国庆[13]等基于普立特大桥桥位处的山区强风进行了数据采集,并对实测脉动风的非平稳与非高斯特性进行了探讨.
对公路桥梁桥址区,对高速铁路桥位处台风近地特性的场地实测仍然非常匮乏.高速铁路车桥耦合系统对于强风作用极为敏感,为保障其在复杂气候环境不同时空分布特征条件下的安全运营,对桥址区强/台风特性开展实测研究具有重大而紧迫的工程意义.
1 研究背景
新建南广铁路肇庆西江特大桥位于广东省肇庆境内,已于2014年12月26日正式通车运营.该桥孔跨布置为（25+50+386+50+49） m,拱脚中心距450 m,矢跨比1/4,拱肋内倾角4.8°,桥面距拱顶73.53 m,钢混结合梁体系,是国内首座中承式铁路钢箱提篮拱桥,同时也是目前世界高速铁路最大跨度的中承式钢箱提篮拱桥（图1）.大桥跨越西江,两侧均为高山,属于典型山区地形,受南海海洋气候影响,是台风活动侵袭经过的地区之一.年平均3.1次台风影响,最高风力可达12级以上.
2 台风实测概况
作为后期管养的重要辅助手段,大桥在建设时安装了一套桥梁结构健康监测系统,其中包括风速风向监测子系统.该系统采用4台英国Gill公司的Windsonic型二维超声风速仪,分别布置于桥面上游边跨两侧、跨中及拱顶,南宁（1#）和广州侧（3#）风速仪分别距跨中（2#）270 m和291 m,拱顶风速仪（4#）距桥面73.53 m.为避免风速仪的安装干扰桥梁自身风场,采用镀锌钢管对风速仪进行固定,跨中风速仪固定于跨中航标平台并高出桥面1.5 m,其余风速仪的固定均各自高出桥面或拱顶3 m.风速仪编号及具体布置见图1所示,现场布置见图2所示.Windsonic风速测试范围为0～60 m/s,量程精度±2%；风向测试范围0～359°,精度±3°.风速仪采用全天候工作模式,采集频率为1 Hz.
2015年第8号台风“鲸鱼”（英文名：Kujira,1508号热带气旋）于6月21日11时在中国南海中部海面生成,当日23时左右加强为强热带风暴,并开始逐步向海南东部和广东西部沿海区域靠近.23日9时左右,台风袭击了广东省肇庆市,至当日23时基本出境.安装于西江特大桥之上的风速风向健康监测子系统实时采集了“鲸鱼”台风影响肇庆地区的全过程数据.本文根据台风到达和离开桥址区的时间,选取了11：00～20：00之间大桥拱顶观测点长达10 h的实测数据进行研究.尽管本次台风未在桥址区正面登陆,且受桥址附近山区地形影响,风速已发生减弱,但所采集到的风速最高值仍有近24 m/s,仍然具有较强的台风共性规律及工程研究价值.
3 台风风场实测特性
大跨度桥梁结构主要受桥址区大气边界层内的风特性（即近地风特性）影响,从工程抗风角度出发,且为了研究方便,随机的自然风可以分解成不随时间变化的平均风以及随时间变化的零均值脉动风两部分的叠加[14-15].由于本次台风经行桥址区的持时较短,为更真实、精确地获得桥位处实测台风的非平稳脉动特性,避免出现削峰现象对实际台风风速造成低估,选择t等于1 min作为基本时距对整个数据样本进行分割处理,并剔除数据样本中由各类原因所引起的野点干扰.考虑到传统的经验模态分解法（Empirical Mode Decomposition,EMD）存在边端效应,会在较大程度上制约时变趋势项的提取精度[16],本文选用了精度更高的db10母函数进行小波变换分析（Welet Tranorm,WT）[17],根据小波能量的突变情况确定时变均值分解的准确层次,并通过对该分解层低频近似系数做离散正交小波逆变换,得到实测台风风速样本的准确时变均值,从而完成对南广高速铁路肇庆西江特大桥拱顶测点实测台风数据的计算研究.
总结:本论文可用于台风论文范文参考下载，台风相关论文写作参考研究。
参考文献：
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