郭薇薇，蔡保碩，婁亞烽，張慧彬

(北京交通大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，北京 100044)

隨著交通流量的日益增加及可征地面積的逐步減少，大跨度公鐵兩用雙層桁架斜拉橋成為目前跨江、跨海大橋設(shè)計(jì)的首選橋型。該結(jié)構(gòu)體系桿件眾多，空間性強(qiáng)，受力狀態(tài)較為復(fù)雜。由于設(shè)置了上、下雙層橋面，線路數(shù)量多，橋梁氣動繞流十分復(fù)雜，不同的線路位置、同層及不同層線路之間的相互影響使得車輛、橋梁的氣動特性可能發(fā)生顯著改變[1]。此外，由于橋塔的存在，加劇了橋面風(fēng)場的復(fù)雜性，塔柱尾流會使車輛進(jìn)、出橋塔區(qū)域時所受的氣動力發(fā)生突變，從而嚴(yán)重影響車輛在橋上運(yùn)行的安全性和平穩(wěn)性[2 ? 3]。

近年來，已有一些學(xué)者對列車通過大跨度斜拉橋的車橋系統(tǒng)氣動特性問題開展了風(fēng)洞試驗(yàn)和數(shù)值模擬研究[1 ? 11]。李小珍等[4]和姚志勇等[5,12]分別從試驗(yàn)和數(shù)值出發(fā)，對動車進(jìn)出及通過大跨度鋼桁梁時的車橋系統(tǒng)氣動特性進(jìn)行了分析。鄭史雄等[2]、李小珍等[3]、李永樂等[6]、張楠等[7]考慮了大跨度橋梁橋塔區(qū)的風(fēng)環(huán)境問題，對橋塔的遮風(fēng)效應(yīng)進(jìn)行了試驗(yàn)和數(shù)值研究。蘇洋等[8]通過風(fēng)洞試驗(yàn)研究了分離式公鐵雙層橋面橋梁上、下橋面間的氣動干擾效應(yīng)對列車氣動特性的影響。還有少量文獻(xiàn)關(guān)注到橋上同時存在兩列車的氣動影響，如李永樂等[1]、邱曉為等[9]對鋼桁梁上雙車同層交會或異層共存時列車的三分力系數(shù)進(jìn)行了風(fēng)洞測試。綜上所述，當(dāng)列車通過大跨度公鐵兩用桁架斜拉橋時，由于橋梁結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，橋上交通線路眾多，車橋系統(tǒng)氣動特性十分復(fù)雜。但現(xiàn)有文獻(xiàn)多從某一角度對列車通過斜拉橋的氣動特性進(jìn)行探討研究，而系統(tǒng)綜合地考慮公鐵交通的氣動干擾、鐵路多線多車的交會效應(yīng)、橋塔區(qū)對不同線路上的列車的遮擋效應(yīng)等問題鮮見報(bào)道。

針對這一現(xiàn)狀，本文對某新建大跨度公鐵兩用斜拉橋開展了節(jié)段模型風(fēng)洞試驗(yàn)，測試了不同工況下車輛和橋梁各自的氣動力，較為全面地研究了單列車過橋時行車位置的影響、上層橋面公路交通對車橋系統(tǒng)的氣動干擾、橋塔遮擋效應(yīng)、雙車交會效應(yīng)及三車交會效應(yīng)等問題。研究可為大跨度公鐵兩用桁架斜拉橋的動力設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)，并為后續(xù)風(fēng)-車-橋系統(tǒng)動力仿真計(jì)算提供有益的參數(shù)。

1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ图皽y試工況

1.1 試驗(yàn)方案及設(shè)備

風(fēng)洞試驗(yàn)在北京交通大學(xué)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室高速試驗(yàn)段中進(jìn)行。該試驗(yàn)段尺寸為15 m(長)×3 m(寬)×2 m(高)。為了對車輛和橋梁各自的氣動力進(jìn)行同時測量，本試驗(yàn)分為橋梁模型的靜力實(shí)驗(yàn)和車輛模型的測壓實(shí)驗(yàn)兩部分。通過靜力實(shí)驗(yàn)可以測得車橋系統(tǒng)整體的三分力，通過測壓實(shí)驗(yàn)可以測得列車的表面風(fēng)壓，通過換算得到作用在車輛上的三分力[13 ? 14]。最后通過力的合成定理計(jì)算得到作用在橋梁上的三分力。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由2 個五分力桿式測力天平、4～8 個ESP-64HD 微型壓力掃描模塊、1 個壓力掃描閥等組成。

橋梁模型兩端各通過一個桿式五分量測力天平與α 攻角轉(zhuǎn)盤相連，通過電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)盤來精確控制來流風(fēng)與試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭g的夾角，從而可測得不同風(fēng)攻角下的車橋系統(tǒng)整體氣動力。

列車模型通過螺栓固定在桁架下層橋面，采用電子壓力掃描閥測試車輛表面壓強(qiáng)。采樣時長為80 s，采樣頻率為312.5 Hz。

1.2 試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/h3>

某新建公鐵兩用長江大橋主橋采用主跨為1092 m 的雙塔三索面斜拉橋。加勁梁為三片主桁的雙層橋面鋼桁梁。上層橋面設(shè)置雙向六車道高速公路，下層橋面設(shè)置四線有碴軌道。為了研究不同行車工況下車橋系統(tǒng)的氣動特性，分別制作了桁架、橋塔、列車、汽車的縮尺模型，如圖1所示。

根據(jù)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室的斷面尺寸、列車和橋梁的實(shí)際尺寸以及阻塞率的要求，試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膸缀慰s尺比采用1∶80。如圖2 所示，桁梁模型長2625 mm，寬438 mm，高223 mm；橋塔模型長240 mm，寬200 mm，高1500 mm。

圖1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ虵ig.1 Test models

圖2 列車-桁梁系統(tǒng)模型截面圖 /mm Fig.2 Train-truss girder system model section

列車模型以直達(dá)25T 列車為原型，采用1 節(jié)頭車+4 節(jié)車廂共5 節(jié)車輛編組的形式。忽略門把手、轉(zhuǎn)向架和輪對等細(xì)部結(jié)構(gòu)，外形上與實(shí)際車輛保持一致，以盡可能真實(shí)的來模擬實(shí)際氣流的繞流。為了較準(zhǔn)確的模擬車體下部的凈空區(qū)域，在每節(jié)車廂底部輪對的位置處布置了墊塊，對一節(jié)四軸車輛模型共設(shè)置了4 個墊塊，墊塊高12.5 mm。如圖3 所示，對車廂1～3 沿列車長度方向等間距各布置三個測壓斷面，測壓面布置在車廂中部以避開底部墊塊的干擾。每個測壓斷面各布置18 個風(fēng)壓測點(diǎn)，共有162 個風(fēng)壓測點(diǎn)。

1.3 工況設(shè)置

試驗(yàn)來流為均勻流，湍流度小于0.5%。測試風(fēng)速為8 m/s ～15 m/s。試驗(yàn)攻角α 在?6°～+6°之間變化，變化步長為2°。如圖4 所示，測試工況包括單列車通過桁梁、單列車通過橋塔、兩線列車及三線列車在桁梁上交會等，詳見表1。

圖3 列車表面風(fēng)壓測點(diǎn)布置 /mm Fig.3 Arrangement of surface pressure taps of train

圖4 部分工況的風(fēng)洞測試照片F(xiàn)ig.4 Wind tunnel test photos of some cases

表1 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)工況Table 1 Wind tunnel test cases

1.4 數(shù)據(jù)處理方式

體軸坐標(biāo)系下，作用在橋梁單位長度上的靜風(fēng)力由三部分組成：阻力FH(α)、升力FV(α)和力矩M(α)，定義如下：

式中：CH(α)、CV(α)、CM(α)分別為α 風(fēng)攻角時的阻力系數(shù)、升力系數(shù)和力矩系數(shù)；ρ 為空氣密度，按1.225 kg/m3取值；U 為來流風(fēng)速；H、B、L 分別為節(jié)段模型的高度、寬度和長度。

體軸坐標(biāo)系下，作用在車輛表面任一風(fēng)壓測點(diǎn)上的靜風(fēng)力可表示為[13]：

式中：pi為第i 個測壓點(diǎn)測得的壓強(qiáng)；dsi為相鄰測壓點(diǎn)之間的距離；di為第i 測壓點(diǎn)沿壓強(qiáng)方向距車體形心的垂直距離；θi為第i 個測壓點(diǎn)壓強(qiáng)方向與來流風(fēng)的夾角。對式(2)進(jìn)行積分可得到作用在車輛上的三分力。

2 單車-桁梁系統(tǒng)試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 不同來流風(fēng)速的影響

表2 對比了不同風(fēng)速下，零風(fēng)攻角時的車橋系統(tǒng)三分力系數(shù)，此時列車位于迎風(fēng)側(cè)線路1(見圖2)。從表2 可以看出，在8 m/s ～15 m/s 風(fēng)速下，車輛和桁梁的三分力系數(shù)較為接近，即當(dāng)風(fēng)速在一定范圍內(nèi)變化時，其對車橋氣動力特性的影響較小，可以忽略[14 ? 15]。這是由于橋梁斷面和列車斷面均較為鈍化，氣流繞流的分離位置較為固定，因此，在本文研究的風(fēng)速范圍內(nèi)，其對列車、桁梁的三分力系數(shù)影響不大，故而可取表中三分力系數(shù)的均值進(jìn)行分析。

表2 不同風(fēng)速下的車輛和桁梁的三分力系數(shù)Table 2 Tri-component coefficients of vehicle and truss vs wind speed

2.2 行車位置的影響

表3 給出了當(dāng)來流風(fēng)速為12 m/s、風(fēng)攻角為0°時，列車在不同線路上的車橋系統(tǒng)三分力系數(shù)的結(jié)果?？梢钥闯觯?dāng)列車位于迎風(fēng)側(cè)線路1 時，車輛和桁梁的阻力系數(shù)最大，而當(dāng)其位于背風(fēng)側(cè)線路4 時，車輛和桁梁的阻力系數(shù)最小。當(dāng)列車在線路1～線路4 順序移動時，車輛的阻力系數(shù)依次減小了2%、9%、13%，桁梁的阻力系數(shù)依次減小了1%、2%、4%(以線路1 為基準(zhǔn))。和阻力系數(shù)相比，車輛和桁梁的升力及力矩系數(shù)數(shù)值較小，當(dāng)列車位于背風(fēng)側(cè)線路4 時，車輛的升力系數(shù)和桁梁的力矩系數(shù)達(dá)到最大；當(dāng)列車位于線路3 時，車輛的力矩系數(shù)和桁梁的升力系數(shù)達(dá)到最大。

表3 不同線路位置時車輛和桁梁的三分力系數(shù)Table 3 Tri-component coefficients of vehicle and truss vs track

圖5 對比了列車位于不同線路上，車輛三分力系數(shù)隨風(fēng)攻角的分布曲線。從圖5 可以看出，隨著風(fēng)攻角在?6°～+6°范圍內(nèi)的增大，車輛的阻力系數(shù)先減小后增大，數(shù)值大致按線路1～線路4的順序遞減。在線路1、線路2，車輛的升力系數(shù)為負(fù)，而在線路3、線路4，升力系數(shù)為正。當(dāng)列車位于線路4 時，車輛的升力系數(shù)值最大。此外，當(dāng)列車位于線路1、線路4 時，升力系數(shù)隨風(fēng)攻角變化較為劇烈，而當(dāng)列車位于中間兩線路時，升力系數(shù)隨風(fēng)攻角變化較為平緩。車輛的力矩系數(shù)除了在線路4 部分風(fēng)攻角(?6°～0°)下為正外，在其他線路均為負(fù)。對比四條線路可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)列車位于線路3 時，車輛的力矩系數(shù)值最大。

圖6 對比了列車在不同線路上，桁梁的三分力系數(shù)隨風(fēng)攻角的分布曲線?？梢钥闯觯?dāng)風(fēng)攻角在?6°～+6°范圍內(nèi)變化時，橋梁的阻力系數(shù)先減小后增大，這是因?yàn)闅饬鞯母街恢檬茱L(fēng)攻角的影響，風(fēng)攻角越小，由此產(chǎn)生的剪切層就可以重新附著在橋面上，并形成渦旋，從而減小了橋梁的阻力系數(shù)。當(dāng)列車位于線路1 時，橋梁的阻力系數(shù)最大。隨著風(fēng)攻角的增大，橋梁的升力和力矩系數(shù)總體均先減小后增大，橋梁升力系數(shù)、力矩系數(shù)的最大值分別發(fā)生在列車位于線路3 和線路1 處。

2.3 橋塔的影響

如圖7 所示，為了研究橋塔對列車的遮擋效應(yīng)，將一列車布置在迎風(fēng)側(cè)線路1，車廂2 受橋塔遮擋。通過測試比較各車廂測壓面A～I(xiàn) 上的壓強(qiáng)來考慮橋塔的存在對不同車廂、同節(jié)車廂不同部位的影響。

圖5 不同線路車輛三分力系數(shù)Fig.5 Tri-component coefficients of vehicle at different tracks

圖6 桁梁三分力系數(shù)Fig.6 Tri-component force coefficients of truss girder

圖7 列車受橋塔遮擋示意圖Fig.7 Illustration of a train shielded by bridge tower

圖8 給出了測試風(fēng)速為8 m/s、風(fēng)攻角為0°時，車廂1～車廂3 各測壓斷面的表面風(fēng)壓分布。三節(jié)車廂的平均表面最大風(fēng)壓值分別為62.63 Pa、28.92 Pa 和57.77 Pa?？梢?，車廂2 由于受到橋塔的遮擋，相比未受遮擋的車廂，最大表面風(fēng)壓平均減小52%。但車廂2 靠近橋塔邊緣處的截面D、截面F 波動較大。通過分析可知，截面D、截面E、截面F 風(fēng)壓曲線標(biāo)準(zhǔn)差分別為12.72、3.35、13.62?？梢?，當(dāng)車廂通過橋塔時，雖然車廂的平均表面風(fēng)壓顯著減小，但在車廂不同部位的表面風(fēng)壓出現(xiàn)了急劇變化，需考慮行車安全隱患。

圖8 車輛表面風(fēng)壓分布Fig.8 Distribution of surface wind pressure on vehicle

表4 對比了零攻角時，橋塔對車廂1～車廂3的三分力系數(shù)的影響。可以看出，由于橋塔的遮擋效應(yīng)，車廂2 的三分力系數(shù)遠(yuǎn)小于其他車廂，這與文獻(xiàn)[3]中的結(jié)論一致。和車廂1、車廂3 相比，車廂2 的阻力、升力及力矩系數(shù)平均減小了61%、67%、87%。

表4 橋塔對車輛的三分力系數(shù)的影響Table 4 Tower effects on vehicle tri-component coefficients

圖9 進(jìn)一步對比了當(dāng)一列車位于不同線路時，各車廂的三分力系數(shù)受塔區(qū)效應(yīng)的影響。從圖9 可以看出，當(dāng)列車在線路1～線路4 順序移動時，車輛的阻力系數(shù)、力矩系數(shù)逐漸減小。在四條線路上，車廂2 的阻力系數(shù)只有車廂1 的39%、66%、81%和88%。力矩系數(shù)也只有車廂1的15%、26%、29%、30%，可見，迎風(fēng)側(cè)車輛的阻力和力矩系數(shù)的變化率最大，表明迎風(fēng)側(cè)車輛受橋塔的遮擋最顯著。此外，在線路1 和線路4上，車輛的升力系數(shù)波動最大，車廂2 的升力系數(shù)分別只有車廂1 的26%和7%。

表5、表6 分別給出了考慮橋塔后，單獨(dú)桁梁及列車-桁梁系統(tǒng)三分力系數(shù)的變化?？梢钥闯?，由于橋塔的存在，單獨(dú)桁梁和列車-桁梁系統(tǒng)的阻力系數(shù)分別增大了15%和9%，單獨(dú)桁梁的升力系數(shù)由負(fù)轉(zhuǎn)正，數(shù)值增大了200%，這與文獻(xiàn)[16]中的結(jié)論相一致?？紤]橋塔后，列車-桁梁系統(tǒng)的升力系數(shù)也由負(fù)轉(zhuǎn)正，但數(shù)值減小了75%。

2.4 公路車流的影響

為了研究上層橋面的公路交通對車橋系統(tǒng)氣動特性的影響，在橋上隨機(jī)布置了三種汽車(小轎車、廂式貨車、大貨車)模型，如圖10 所示。

圖11 對比了有、無公路交通時，來流風(fēng)速為10 m/s，車橋系統(tǒng)三分力系數(shù)隨風(fēng)攻角的變化曲線。

從圖11 可以看出，當(dāng)風(fēng)攻角在?6°～+2°范圍內(nèi)變化，考慮公路交通后，車橋系統(tǒng)的阻力系數(shù)

較大；但當(dāng)風(fēng)攻角增至+4°及以上時，結(jié)果相反。負(fù)攻角時，考慮公路交通后，車橋系統(tǒng)升力系數(shù)增大，而正攻角時則相反。在?4°～+6°風(fēng)攻角范圍內(nèi)，公路交通的存在會使得車橋系統(tǒng)力矩系數(shù)有所減小，而當(dāng)風(fēng)攻角為?6°時則相反。零攻角時，考慮公路交通后的車橋系統(tǒng)阻力和升力系數(shù)分別增大了7%、200%，但力矩系數(shù)卻減小了102%。

圖9 車輛三分力系數(shù)隨線路位置的分布Fig.9 Vehicle tri-component force coefficients vs track position

表5 橋塔對單獨(dú)桁梁的三分力系數(shù)影響Table 5 Tower effects on tri-component coefficients of truss girder

表6 橋塔對列車-桁梁系統(tǒng)的三分力系數(shù)影響Table 6 Tower effects on tri-component coefficients of system

圖11 公路車流對橋梁三分力系數(shù)的影響Fig.11 Effect of road traffic flow on bridge tri-component coefficients

表7 給出了考慮公路車流后，單獨(dú)桁梁和列車-桁梁系統(tǒng)三分力系數(shù)的變化。從表7 可以看出，由于公路車流的存在，單獨(dú)桁架的阻力、升力和力矩系數(shù)變化不大，這與文獻(xiàn)[10]中的結(jié)論相一致。此外，考慮公路車流后，與單獨(dú)桁梁相比，列車-桁梁系統(tǒng)的阻力系數(shù)變化較小，但升力系數(shù)變化較大。

表7 公路車流對桁梁及車橋系統(tǒng)三分力系數(shù)的影響Table 7 Effects of road traffic flow on tri-component force coefficients of a single truss girder and vehicle-bridge system

3 雙車-桁梁系統(tǒng)試驗(yàn)結(jié)果分析

表8 給出了兩線列車在桁梁上交會時，來流風(fēng)速為12 m/s，零攻角下的車輛和桁梁的三分力系數(shù)。可以看出，受迎風(fēng)側(cè)列車的遮擋，背風(fēng)側(cè)列車的氣動力有所減??；隨著雙車橫向交會間距的增大，兩列列車的阻力和升力系數(shù)均逐漸增大；迎風(fēng)側(cè)列車的力矩系數(shù)也隨交會間距的增大而增大，而背風(fēng)側(cè)列車力矩系數(shù)卻先減小后增大。當(dāng)背風(fēng)側(cè)列車在線路2～線路4 上順序移動時，迎風(fēng)側(cè)列車的阻力系數(shù)分別增大了3%、21%，背風(fēng)側(cè)列車的阻力系數(shù)也分別增大了62%、81%。對比桁梁的三分力系數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)雙車分別位于線路1、線路3 時，桁梁的阻力和升力系數(shù)達(dá)到最大。

表8 雙車交會時車橋系統(tǒng)的三分力系數(shù)Table 8 Tri-component force coefficients of vehicle-bridge system when two trains meet on bridge

圖12 給出了雙車橫向交會間距對車輛阻力系數(shù)的影響。由圖12 可知，當(dāng)風(fēng)攻角在?6°～+6°范圍內(nèi)變化時，迎風(fēng)側(cè)車輛的阻力系數(shù)為正，呈先減小后增大的趨勢，最大值發(fā)生在線路1、線路4交會時。而背風(fēng)側(cè)車輛的阻力系數(shù)為負(fù)，變化趨勢大體同迎風(fēng)側(cè)，最大值也發(fā)生在線路1、線路4交會時。隨著列車橫向交會間距的增大，背風(fēng)側(cè)車輛的阻力系數(shù)隨風(fēng)攻角的變化曲線波動逐漸增大。

圖12 交會間距對車輛阻力系數(shù)的影響Fig.12 Train meeting spacing effects on vehicle drag coefficient

4 三車-桁梁系統(tǒng)試驗(yàn)結(jié)果分析

表9 給出了桁梁上有三線列車交會時，來流風(fēng)速為12 m/s，零攻角下的車輛和桁梁的三分力系數(shù)?？梢钥闯?，由于受到迎風(fēng)側(cè)車輛的遮擋，位于線路2 和線路3 上的車輛阻力系數(shù)顯著下降，與線路1 相比，數(shù)值分別減小了65%、76%。由于受氣流擾流和反射的影響，中間線路車輛的阻力系數(shù)為負(fù)數(shù)。線路1 上車輛的升力系數(shù)最大，線路3 上車輛的力矩系數(shù)最大。

表9 三車交會時車橋系統(tǒng)的三分力系數(shù)Table 9 Tri-component force coefficients of vehicle-bridge system when three trains meet on bridge

對比表3、表6 和表7 的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，隨著橋上列車數(shù)量的增加，桁梁的阻力系數(shù)逐漸增大。三車交會(線路1、線路2、線路3)時，橋梁的阻力系數(shù)比單車通過(線路1)、雙車交會(線路1、線路2)時分別增大了13%、9%；桁梁的升力系數(shù)與單車和雙車工況反向，數(shù)值增大了50%；桁梁的力矩系數(shù)則基本保持不變。

圖13 三車交會時的車輛三分力系數(shù)Fig.13 Vehicle tri-component coefficients when three trains meet

圖13 給出了車輛的三分力系數(shù)隨風(fēng)攻角的變化曲線。從圖13 可以看出，當(dāng)風(fēng)攻角在?6°～+6°范圍內(nèi)增大時，線路1、線路3 上車輛的阻力系數(shù)均為正，隨風(fēng)攻角變化趨勢為先減小后增大，且線路3 的變化幅度較線路1 平坦；線路2 上車輛的阻力系數(shù)為負(fù)，隨風(fēng)攻角變化趨勢也為先減小后增大。車輛在三條線路上的升力系數(shù)從高到低的順序?yàn)椋壕€路1、線路3、線路2。車輛在線路2上的升力系數(shù)不僅數(shù)值最小，且隨風(fēng)攻角的變化也最小。車輛在三條線路上的力矩系數(shù)從高到低的順序?yàn)椋壕€路3、線路1、線路2，隨風(fēng)攻角的增大呈先減小后增大趨勢。

5 結(jié)論

通過對某大跨度公鐵兩用桁架斜拉橋進(jìn)行節(jié)段模型風(fēng)洞試驗(yàn)，研究了復(fù)雜交通狀態(tài)下車橋系統(tǒng)的氣動特性，得出以下結(jié)論：

(1)當(dāng)一列車通過橋梁時，車輛和桁梁的阻力系數(shù)隨其從迎風(fēng)側(cè)線路1 向背風(fēng)側(cè)線路4 的移動而逐漸減小。但車輛的升力系數(shù)及桁梁的力矩系數(shù)在背風(fēng)側(cè)軌道達(dá)到最大。

(2)當(dāng)一列車通過橋塔區(qū)域時，受遮擋車廂的平均表面風(fēng)壓會顯著減小，相比未受遮擋的車廂平均減小52%，車輛的阻力、升力及力矩系數(shù)則相應(yīng)減小了61%、67%、87%。車輛越靠近迎風(fēng)側(cè)軌道，橋塔的遮擋效應(yīng)越明顯。但車廂靠近橋塔邊緣處的表面風(fēng)壓波動劇烈，且受遮擋車廂不同部位之間的風(fēng)壓變化也很顯著，需進(jìn)一步分析行車安全隱患。

(3)上層橋面的公路車流對車橋系統(tǒng)的氣動特性有所影響。零攻角時，阻力和升力系數(shù)分別增大了7%、200%，而力矩系數(shù)減小了102%。

(4)當(dāng)橋上有兩線列車交會時，受迎風(fēng)側(cè)車輛的遮擋，背風(fēng)側(cè)車輛的氣動力有所減小。隨著雙車橫向交會間距的增大，兩列車的阻力和升力系數(shù)以及迎風(fēng)側(cè)列車的力矩系數(shù)逐漸增大，而背風(fēng)側(cè)列車的力矩系數(shù)呈先減小后增大。當(dāng)雙車分別位于迎風(fēng)側(cè)線路1 和背風(fēng)側(cè)線路4 交會時最為不利，此時車輛受到的阻力、升力和力矩最大，且方向相反。

(5)當(dāng)橋上有三線列車交會時，位于迎風(fēng)側(cè)列車后方的兩線列車由于受到遮擋導(dǎo)致阻力系數(shù)顯著下降。中間車由于受到氣流擾流和反射等作用使得車輛的阻力系數(shù)為負(fù)數(shù)。此外，中間車的升力系數(shù)最小且隨風(fēng)攻角的變化也最小。隨著橋上列車數(shù)量的增加，桁梁的阻力和升力系數(shù)逐漸增大，而力矩系數(shù)基本保持不變。