一种抑制桥梁颤振及涡振的翼板系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种抑制桥梁颤振及涡振的翼板系统及其控制方法。包括一个以上主梁节段，主梁节段设置有运动信号采集模块，两侧分别设置有翼板和控制翼板扭转的扭转装置；还包括风速采集装置和主机。运动信号采集模块、扭转装置和风速采集装置分别连接到主机，主机根据运动信号采集模块采集的振动数据以及风速采集装置采集的风速，通过扭转装置分别控制主梁节段两侧的翼板的扭转角度，以抑制桥梁颤振及涡振。本发明专利技术能根据桥梁的振动数据和风速实时调整翼板的迎风角度，使桥梁快速脱离涡振及颤振发散等不利桥梁健康的状态。

A wing plate system restraining bridge flutter and vortex vibration and its control method

The invention discloses a wing plate system for restraining bridge flutter and vortex vibration and a control method thereof. Including more than one main beam section, the main beam section is set up with a motion signal acquisition module, both sides are set with wing plate and control wing plate torsional torsion device, and also include wind speed acquisition device and host. The motion signal acquisition module, the torsion device and the wind speed acquisition device are connected to the main engine respectively. The main engine is based on the vibration data collected by the motion signal acquisition module and the wind speed collected by the wind speed collecting device. The torsion angle of the wing plates on both sides of the main beam section is controlled by the torsion device to suppress the bridge flutter and the vortex vibration. The invention can adjust the windward angle of the wing plate in real time according to the vibration data and wind speed of the bridge, so that the bridge is quickly separated from the healthy state of the adverse bridges, such as vortex vibration and flutter divergence.

【技术实现步骤摘要】
一种抑制桥梁颤振及涡振的翼板系统及其控制方法
本专利技术涉及大跨度桥梁抗风领域，具体为一种抑制桥梁颤振及涡振的翼板系统及其控制方法。
技术介绍
桥梁断面从最初的桁架形式发展到了现在的流线型箱梁。流线型箱梁的使用使得大跨度桥梁既可以减小结构横载并减少后期维护，又能增加结构的扭转刚度并减小气动力。但随之而来的问题是，其颤振情况更易于产生耦合振动的发散，所以需要深入研究来抑振。早期，研究者采用放置在主梁两侧的调谐质量阻尼器(TMD)来调整桥梁颤振的频率，但是这种措施稳定性不好，抑振效果不突出。也有采用内置于主梁的水箱来改变结构重心，此举可显著增加颤振临界风速。采用流线型箱梁形式和被动措施都可以有效抑制颤振振动，但是研究表明其仅适用于主跨跨径不超过3000m的桥梁。而随着日益增加的跨海工程桥梁建设的需求，采用主动控制措施来抑制颤振是一值得深入研究的课题。针对这一问题的现有技术如下：一、分离式气动翼板2002年，刘高基于前辈学者对于分离式气动翼板主动控制对颤振临界风速的研究。该作者基于非定常气动力理论，从增加系统扭转阻尼的角度进行了进一步的探索。根据系统气动力方程推导出了由翼板主动扭转为系统提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抑制桥梁颤振及涡振的翼板系统，所述桥梁包括一个以上主梁节段(1)，其特征在于：所述主梁节段(1)设置有运动信号采集模块，位于主梁节段(1)的形心处，用于采集主梁节段(1)在风致振动作用下的振动数据；所述主梁节段(1)的两侧分别设置有翼板(2)，翼板(2)的一端活动连接到主梁节段(1)的侧边；所述主梁节段(1)还设置有分别控制两侧的翼板(2)扭转的扭转装置；还包括风速采集装置，用于采集风向和风速；还包括主机，所述运动信号采集模块、扭转装置和风速采集装置分别连接到主机，主机根据运动信号采集模块(9)采集的振动数据以及风速采集装置采集的风速，通过扭转装置分别控制所述主梁节段两侧的翼板(2)的扭转...

【技术特征摘要】
1.一种抑制桥梁颤振及涡振的翼板系统，所述桥梁包括一个以上主梁节段(1)，其特征在于：所述主梁节段(1)设置有运动信号采集模块，位于主梁节段(1)的形心处，用于采集主梁节段(1)在风致振动作用下的振动数据；所述主梁节段(1)的两侧分别设置有翼板(2)，翼板(2)的一端活动连接到主梁节段(1)的侧边；所述主梁节段(1)还设置有分别控制两侧的翼板(2)扭转的扭转装置；还包括风速采集装置，用于采集风向和风速；还包括主机，所述运动信号采集模块、扭转装置和风速采集装置分别连接到主机，主机根据运动信号采集模块(9)采集的振动数据以及风速采集装置采集的风速，通过扭转装置分别控制所述主梁节段两侧的翼板(2)的扭转角度。2.根据权利要求1所述的翼板系统，其特征在于：所述扭转装置设置在主梁节段(1)的内部。3.根据权利要求1所述的翼板系统，其特征在于：所述扭转装置包括电机控制器和电机(5)；电机(5)的输出轴连接到第一传动杆(6)的一端，第一传动杆(6)的另一端通过第二传动杆(7)连接到第三传动杆(8)的一端，第三传动杆(8)的另一端连接到翼板(2)。4.根据权利要求1所述的翼板系统，其特征在于：所述翼板(2)与主梁节段(1)的连接处还设置有过渡气流的盖板(3)，盖板(3)的一端活动连接到主梁节段(1)的侧边，另一端具有一个延伸部；翼板(2)的表面设有滑槽(4)，盖板(3)的延伸部置于滑槽(4)内滑动。5.根据权利要求4所述的翼板系统，其特征在于：所述盖板(3)为两个，分别设置在所述翼板(2)的上、下两侧。6.根据权利要求1所述的翼板系统，其特征在于：所述运动信号采集模块(9)包括陀螺仪和加速度传感器。7.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖海黎，刘一枢，王骑，李明水，马存明，周强，卓凌骏，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51