Расчет гололедной нагрузки на вантовый мост

В качестве объекта исследования был пешеходный вантовый мост, имеющий λ-образный пилон. Потенциальными местами образования гололедных отложений являются наветренная поверхность вант, а также наветренная поверхность пилона, который имеет поперечное сечение в виде квадрата.

Для данного мостового сооружения наиболее вероятной причиной гололедных нагрузок является «ледяной дождь» — выпадение крупных дождевых капель при отрицательной температуре воздуха. В этом случае капли осадков растекаются по поверхности сооружения и формируют внушительную ледяную корку плотностью порядка 900 кг/м³

В рамках проводимых исследований:

• Создана климатической модель для месторасположения исследуемого объекта, которая позволила определить все значимые для образования гололеда метеорологические параметры .
• Проведено моделирование процесса осаждения капель на поверхности вант и пилона под действием воздушного потока.
• При моделировании одновременно воспроизводились характеристики ветра в периоды гололедообразования (скорость, температура, наиболее вероятное направление), и параметры жидкой фазы (диаметр капель, их инерция и сопротивление движению).
• Определена форма и толщина стенки гололеда, а также гололедные нагрузки [кг/м] для вант и пилона.

Для выполнения данного исследования специалистами нашего научного центра разработана специальная математическая модель, которая основана на решении связанной задачи взаимодействия потока гетерогенной (фазово-неоднородной) среды с мостом. Исследования были выполнены для 8 основных направлений ветра.