《公路桥梁抗风设计指南》规定,阵风风速一般是指平均时距为1~3 s时的风速。当缺乏阵风风速数据时,可在设计基准风速的基础上,考虑平均风速因时距缩小而提高的阵风风速系数,即
式中 Uk——阵风风速;
Gv——阵风系数;
Ud——设计基准风速。
在风特性实际测量过程中,一般采用一定时段内极大风速与10 min平均风速最大值的比值。本书中阵风系数也采用类似的方式进行处理,处理后桥位处实测的阵风系数最大值为2.11,最小值为1.17,其算术平均值为1.58。根据10 min平均风速进行分段处理,10 min平均风速为0.0~10.0 m/s时,阵风系数均值为1.48;10 min平均风速大于10.0 m/s时,阵风系数均值为1.58。
为对比不同处理方式对阵风系数的影响,分别采用了统一拟合法和概率统计法对桥位处的阵风系数进行分析。如图2.36所示为最大风速与极大风速线性拟合。拟合得到线性关系为
y=1.59x
即统一拟合得到的阵风风速系数为1.59。(www.daowen.com)
阵风系数概率分布如图2.37所示。阵风系数标准差与风速联合分布如图2.38所示。由图2.37可知,概率统计均值为1.57,标准差为0.21。由图2.38可知,标准差随风速变化不明显,高风速时的标准差要略小于低风速时的标准差。根据概率统计参数,当考虑95%概率保证时的阵风系数为1.97,其数值较《公路桥梁抗风设计规范》(JIG/T 3360-01—2018)中D类地表阵风系数的推荐值1.56略大。平均风速对阵风系数的影响如图2.39所示。可以看出阵风系数随平均风速先增大后减小。
图2.36 最大风速与极大风速线性拟合
图2.37 阵风系数概率分布
图2.38 阵风系数标准差与风速联合分布
图2.39 平均风速对阵风系数的影响
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