一种塔桥尾流致塔周吊索振动的风洞试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种塔桥尾流致塔周吊索振动的风洞试验装置，包括长方体框架结构的装置本体和吊索；装置本体包括竖直设置的一根木质结构塔柱和三根刚性立柱；塔柱设置在迎风一侧；装置本体还包括设置在其顶面的上支架和设置在其底面的下支架；下支架设置在转盘上；装置本体顺桥向靠近塔柱侧表面上设置有至少一根柔性吊索；吊索两端分别设置在上支架和下支架上；吊索横桥向和顺桥向均设置有加速度器；加速度器连接测试装置；本实用新型专利技术塔柱和吊索竖直设置，塔柱固定在支架上，吊索具备气动弹性，实现了一个刚、柔结构并存的试验装置，能够更加真实的反映实际情况。

A Wind Tunnel Test Device for Vibration of Tower Cables Caused by Wake of Tower Bridge

The utility model discloses a wind tunnel test device for suspension vibration around a tower caused by the wake of a tower bridge, including a cuboid frame structure device body and suspension cables; the device body includes a vertical wooden structure tower column and three rigid columns; the tower column is located on the windward side; the device body also includes an upper bracket on its top surface and a lower bracket on its bottom surface; The main body of the device is arranged on the turntable; at least one flexible suspension cable is arranged along the bridge to the side surface near the tower column; the two ends of the suspension cable are respectively arranged on the upper and lower brackets; the accelerator is arranged along the bridge and across the suspension cable; the accelerator is connected with the testing device; the tower column and the suspension cable are erected vertically, the tower column is fixed on the bracket, and the suspension cable has aeroelasticity. A test device with rigid and flexible structure can reflect the actual situation more truly.

【技术实现步骤摘要】
一种塔桥尾流致塔周吊索振动的风洞试验装置
本技术涉及风洞试验装置，具体涉及一种塔桥尾流致塔周吊索振动的风洞试验装置。
技术介绍
随着悬索桥跨度的不断增大，其塔桥高度、离桥塔较近的吊索的长度也在不断增高；导致塔桥周围的吊索变得更加细长、轻柔，其抗风问题更加突出；国内外已建的多座大跨度悬索桥上，已经发现塔桥周围的吊索容易出现大幅度的振动，但是振动的原因并不明确。节段模型风洞试验是研究桥梁抗风性能的一项基本手段；桥梁的节段模型风洞试验通常是针对主梁开展的，选择一段主梁，按照一定的比例缩小，然后进行试验研究；这一段模型的气动特性就能反映整个桥梁的抗风性能；这些节段模型通常是刚性的、水平放置的，在两端安装弹簧支架以模拟系统的振动；但是悬索桥的吊索是竖直的、柔性的，已有试验装置并不适合模拟吊索的气动性能；并且现有的节段模型风洞试验中，通常只考虑单一结构的抗风性能，很少同时考虑多个物体；但是塔周吊索的大幅度振动与桥塔的干扰密不可分。
技术实现思路
本技术提供一种能够更准确的模拟吊索的振动特性，同时考虑塔桥和多跟吊索结构之间的相互干扰的塔桥尾流致塔周吊索振动的风洞试验装置。本技术采用的技术方案是：一种塔桥尾流致塔周吊索振动的风洞试验装置，包括长方体框架结构的装置本体和吊索；装置本体包括竖直设置的一根木质结构塔柱和三根刚性立柱；塔柱设置在迎风一侧；装置本体还包括设置在其顶面的上支架和设置在其底面的下支架；下支架设置在转盘上；装置本体顺桥向靠近塔柱侧表面上设置有至少一根柔性吊索；吊索两端分别设置在上支架和下支架上；吊索横桥向和顺桥向均设置有加速度器；加速度器连接测试装置。进一步的，所述吊索包括钢丝，刚性质量块和塑性质量块相间串接在钢丝上。进一步的，所述上支架与风洞上壁面之间设置有垫块。进一步的，所述下支架包括顺桥向设置的两根下连接杆和横桥向设置的底板；底板包括连接塔柱和与其相对的立柱的第一连接板、连接剩余两根立柱的第三连接板和设置在中部连接两下连接杆的第二连接板。进一步的，所述装置本体顺桥向远离塔柱侧表面上设置有至少一根柔性吊索。进一步的，所述质量块通过螺丝将其固定在钢丝上。进一步的，所述下连接杆采用槽钢，其侧立在底板上；槽钢上设置有用于固定吊索的第一固定孔。进一步的，所述第二连接板上设置有第二固定孔，用于将下支架与转盘的连接。本技术的有益效果是：（1）本技术装置能够满足桥塔尾流对吊索抗风性能的影响的分析研究；（2）本技术中塔柱和吊索竖直设置，塔柱固定在支架上，吊索具备气动弹性，实现了一个刚、柔结构并存的试验装置，能够更加真实的反映实际情况。附图说明图1为本技术装置的正视图。图2为本技术装置的侧视图。图3为本技术装置下支架俯视图。图4为本技术装置上支架俯视图。图中：101-塔柱，102-立柱，2-吊索，3-上支架，4-下支架，401-第一连接板，402-第二连接板，403-第三连接板，5-加速度器，6-第一固定孔，7-转盘。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术做进一步说明。如图1～4所示，一种塔桥尾流致塔周吊索振动的风洞试验装置，包括长方体框架结构的装置本体和吊索2；装置本体包括竖直设置的一根木质结构塔柱101和三根刚性立柱102；塔柱101设置在迎风一侧；装置本体还包括设置在其顶面的上支架3和设置在其底面的下支架4；下支架4设置在转盘7上；装置本体顺桥向靠近塔柱101侧表面上设置有至少一根柔性吊索2；吊索2两端分别设置在上支架3和下支架4上；吊索2横桥向和顺桥向均设置有加速度器5；加速度器5连接测试装置；吊索2包括钢丝，刚性质量块和塑性质量块相间串接在钢丝上；上支架3与风洞上壁面之间设置有垫块；下支架4包括顺桥向设置的两根下连接杆和横桥向设置的底板；底板包括连接塔柱101和与其相对的立柱102的第一连接板401、连接剩余两根立柱102的第三连接板403和设置在中部连接两下连接杆的第二连接板402；装置本体顺桥向远离塔柱101侧表面上设置有至少一根柔性吊索2；质量块通过螺丝将其固定在钢丝上；下连接杆采用槽钢，其侧立在底板上；槽钢上设置有用于固定吊索2的第一固定孔6；第二连接板402上设置有第二固定孔，用于将下支架4与转盘7的连接。使用时，装置本体采用钢支架结构构成的长方体结构，竖直的四根立柱中，三根采用80mm×80mm的钢方管，塔柱101采用木质结构；下支架4中底板采用10mm厚的钢板制备；其中第一连接板401较大，用于粘结木质塔柱101；顺桥向设置的连接杆采用80mm×50mm的槽钢制备，对应吊索位置设置有第一固定孔6；槽钢侧立搭接在第一连接板401和第三连接板403上；这样可以减小旋转风向角时与风洞地面摩擦；上支架3顺桥向采用50mm×50mm角钢搭接在立柱102和塔柱101上；角钢上吊索对应位置设置有通孔；横桥向采用50mm×50mm方管搭接于角钢上；底部横桥向设置有第二连接板402，一方面可以垫高顺桥向槽钢，与第一连接板401和第三连接板403保持一致；另一方面可在第二连接板402上设置第二固定孔用于连接风洞底部的转盘7；这样装置大部分都位于转盘7上，方便转盘7转动。对于钢结构件之间采用焊接，木质塔柱101和底板与上支架3之间的角钢采用AB胶粘结；第二连接板402与风洞的底部转盘7采用螺栓固定；另外，为了保证试验时整个支架系统的稳定，在每次改变完风向角之后，用木质垫块将支架四角与风洞上壁面顶紧。本技术装置中主要的测试对象为塔柱101和吊索2，塔柱101需要刚性固定，吊索2需要考虑气动弹性；塔柱101采用木质，以满足外形尺寸的要求，两端刚性固定，同时起到一定的支撑作用；塔柱101节段高度为2.86米；通常大跨度悬索桥桥塔为门型构造，包括两个塔柱；考虑到对称性，并为了满足风洞试验中阻塞率的要求，本试验装置只设置一个塔柱；本技术中塔柱101采用矩形截面，实际应用中可以根据需要对截面形状进行调整。吊索2包括钢丝和质量块；采用钢性质量块和塑性质量块串接二乘以满足配重；每个质量块长25mm，中间钻2mm直径孔用于穿接钢丝；质量块的侧边设置2mm直径的钻孔，以便通过隐形螺丝将质量块固定串接在钢丝上，减少质量块之间因重力而挤压产生的附加刚度；钢丝是整根吊索2的核心，其两端设置在预先打孔的螺杆上，螺杆穿过上支架3和下支架4上的预留孔后，拧上螺母固定，通过螺母可调节钢丝的松紧；吊索2的频率通过串接钢丝的预拉力实现；吊索2两侧吊点间的模型长度为2.78米；吊索2设置六根，靠近塔柱101一侧表面上设置三根，远离塔柱101一侧表面上设置三根；由于塔柱101尾流的影响范围有限；一般在塔柱101同侧悬挂三根吊索2即可，必要时（例如来流风的风向角在45°附近），可以在塔柱101对侧也悬挂三根吊索2；分析一侧塔柱101对另一侧吊索2的影响；两排吊索2之间的距离参考实际桥梁，并按一定比例缩小。本技术针对大跨度悬索桥，在实际工程中发现离桥塔较近的长吊索容易出现大幅度的振动，但其原因并不清楚；为了分析塔桥尾流对吊索抗风性能的影响，明确塔周吊索大幅振动的原理和机理，开展节段模型风洞试验进行研究；但是现有的装置无法满足试验要求；本装置解决了此问题；塔柱101和吊索2竖直设置，塔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种塔桥尾流致塔周吊索振动的风洞试验装置，其特征在于，包括长方体框架结构的装置本体和吊索(2)；装置本体包括竖直设置的一根木质结构塔柱(101)和三根刚性立柱(102)；塔柱(101)设置在迎风一侧；装置本体还包括设置在其顶面的上支架(3)和设置在其底面的下支架(4)；下支架(4)设置在转盘(7)上；装置本体顺桥向靠近塔柱(101)侧表面上设置有至少一根柔性吊索(2)；吊索(2)两端分别设置在上支架(3)和下支架(4)上；吊索(2)横桥向和顺桥向均设置有加速度器(5)；加速度器(5)连接测试装置。

【技术特征摘要】
1.一种塔桥尾流致塔周吊索振动的风洞试验装置，其特征在于，包括长方体框架结构的装置本体和吊索(2)；装置本体包括竖直设置的一根木质结构塔柱(101)和三根刚性立柱(102)；塔柱(101)设置在迎风一侧；装置本体还包括设置在其顶面的上支架(3)和设置在其底面的下支架(4)；下支架(4)设置在转盘(7)上；装置本体顺桥向靠近塔柱(101)侧表面上设置有至少一根柔性吊索(2)；吊索(2)两端分别设置在上支架(3)和下支架(4)上；吊索(2)横桥向和顺桥向均设置有加速度器(5)；加速度器(5)连接测试装置。2.根据权利要求1所述的一种塔桥尾流致塔周吊索振动的风洞试验装置，其特征在于，所述吊索(2)包括钢丝，刚性质量块和塑性质量块相间串接在钢丝上。3.根据权利要求1所述的一种塔桥尾流致塔周吊索振动的风洞试验装置，其特征在于，所述上支架(3)与风洞上壁面之间设置有垫块。4.根据权利要求1所述的一种塔桥尾流致塔周吊索振动的风洞试验装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐浩俊，李永乐，林桥曼，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：新型
国别省市：四川,51