一种提高桁架主梁颤振临界风速的气动构造制造技术

本发明专利技术公开了一种提高桁架主梁颤振临界风速的气动构造，该装置由封槽格栅和中央稳定板组成，封槽格栅沿主桁架断面纵向连续布置在中央分隔带防撞护栏内，布置方式为沿全桥纵向连续布置；中央稳定板垂直连接在主桁架上平联横梁下表面，其中心线与桥梁中心线重合，中央稳定板沿全桥主桁架截面纵向连续布置，长度与桥梁主跨长度相同；本发明专利技术可以改变开槽桁架梁悬索桥底部和内侧的空气绕流流场特性，抑制或削弱漩涡的产生，从而提高开槽桁架梁悬索桥颤振临界风速，提高桥梁的安全性和延长桥梁的使用寿命，该装置控制效果明显、结构简单、安装方便且经济型性高。便且经济型性高。便且经济型性高。

【技术实现步骤摘要】
一种提高桁架主梁颤振临界风速的气动构造


[0001]本专利技术属于桥梁工程
，特别涉及中央开槽桁架梁悬索桥颤振稳定性的气动优化装置。

技术介绍

[0002]大跨度桥梁颤振是弹性结构在均匀气流中受到空气动力、弹性力和惯性力的耦合作用而发生的大幅度振动，当结构受到的风速大于颤振临界风速时就会发生颤振失稳，颤振失稳是大跨度桥梁设计和施工中桥梁主要振动形式之一，其对大跨度悬索桥的破坏性极大，所以在大跨度桥梁的分析中必须考虑颤振的影响。
[0003]山区峡谷地区风速较高，桁架梁扭转刚度以及气动稳定性能常常难以满足抗风要求，而气动措施可通过改变“桥梁
‑
流场的耦合体系”从根本上消除桥梁风振的诱因，控制效果明显，价格经济，在桥梁设计中得到广泛的应用相关。目前相关研究较多采用的是通过桥面中央开槽提高桥梁的颤振稳定性，但该方法对于提高桁架梁颤振稳定性有限。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种提高桁架主梁颤振临界风速的气动构造，它能有效的提高桁架主梁颤振的颤振稳定性。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0006]一种提高桁架主梁颤振临界风速的气动构造，由多块节段拼接而成，总长度与全桥长度相等，设置在桥梁中心线上，沿桥梁纵向全桥连续布置；包括封槽格栅，中央稳定板；所述封槽格栅沿桥面纵向开设有矩形等距通孔，封槽格栅两侧分别连接在桥面板上表面的中央开槽两边；所述中央稳定板横断面外形为楔形，中央稳定板与上平联横梁垂直连接，中央稳定板上表面与主桁架上平联横梁上表面平齐。
[0007]所述封槽格栅位于桥面上部中央分隔带防撞护栏内，所述中央稳定板位于主桁架内部中央。
[0008]进一步设置：所述中央稳定板由多节长度与上平联横梁长度相等的节段组成，中央稳定板节段数量与上平联横梁节段数量相同。
[0009]进一步设置：所述封槽格栅的宽度为桥面中央开槽宽度的1.2～3倍，透风率为50％。
[0010]进一步设置：所述封槽格栅矩形开孔间隔为桥面中央开槽宽度的1～1.5倍。
[0011]进一步设置：所述封槽格栅采用Q355钢材制成，封槽格栅与开槽桥面板的两端通过螺栓连接。
[0012]进一步设置：所述中央稳定板横断面外形为楔形，高度为主桁架高度的1/4～1/2,厚度为桥面中央开槽的1/3～2。
[0013]进一步设置：所述中央稳定板横断面上部与下部高度分别为中央稳定板横断面高度的1/2。
[0014]进一步设置：中央稳定板采用密度小而刚性大的合金或者复合材料制成，中央稳定板与上平联横梁通过螺栓连接。
附图说明
[0015]图1为本专利技术在桥梁横断面示意图；
[0016]图2为本专利技术封槽格栅横断面布置样图；
[0017]图3为本专利技术中央稳定板横断面布置样图；
[0018]图4为本专利技术封槽格栅布置俯视图；
[0019]附图标记说明如下：1、封槽格栅；2、中央稳定板；3、桥面中央开槽；4、开槽桥面板；5、主桁架；6、上平联横梁；主桁架高度H；中央稳定板高度h。
具体实施方式
[0020]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0021]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0022]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述：
[0023]本专利技术为提高中央开槽桁架梁颤振临界风速，包括封槽格栅1、中央稳定板2；所述封槽格栅1沿纵向开有等距矩形通孔，封槽格栅1通孔中心线与桥面中央开槽3中心线重合，封槽格栅1沿主桁架断面纵向布置在中央分隔带防撞护栏内，布置方式为沿全桥纵向连续布置。
[0024]所述中央稳定板2与上平联横梁6垂直连接，中央稳定板2上表面与上平联横梁6上表面齐平，中央稳定板2中心线与桥梁中心线重合，中央稳定板2沿主桁架截面纵向连续布置，布置长度与桥梁主跨长度相同。
[0025]优选的：封槽格栅1透风率为50％，封槽格栅1通孔宽度为0.24米。
[0026]优选的：中央稳定板横断面外形为楔形。具体地，高度为1.75米,楔形上下部同长为0.875米，顶部宽度为0.44米,底部宽度为0.2米。
[0027]优选的：封槽格栅1采用Q355钢材制成。
[0028]优选的：封槽格栅1与开槽桥面板4端通过螺栓连接。
[0029]优选的：中央稳定板2采用密度小而刚性大的合金或者复合材料制成。
[0030]优选的：中央稳定板2与上平联横梁6通过螺栓连接
[0031]结合上述实施例，本专利技术一种提高桁架主梁颤振临界风速的气动构造的风洞颤振试验如下：
[0032]本试验通过直接测量法测定主梁节段模型在不同工况下的颤振临界风速，并通过风速比(模型试验风速与实桥自然风速之比)推算出实桥的颤振临界风速。
[0033]1、将未添加气动装置的中央开槽桁架梁主梁节段模型在0.45％阻尼比下进行多攻角下的颤振临界风速测试，结果如下表所示：(安全评价为：不安全)
[0034][0035]2、中央开槽桁架梁主梁节段模型加设气动构造，桥面中央开槽3宽度为0.24米，封槽格栅1宽度取为桥面中央开槽3宽度的2倍，因此封槽格栅1宽度为0.48米；封槽格栅1透风率为50％，封槽格栅1通孔宽度为0.24米；主桁架5高度为5米，中央稳定板2高度取为主桁架5高度的0.35倍，因此中央稳定板2的高度为1.75米，楔形上下部同长为0.875米；中央稳定板厚度取为桥面中央开槽3宽度的1/4～2，因此顶部宽度为0.44米,底部宽度为0.2米；进行主梁节段模型的多个风攻角下的颤振临界风速测试，结果如下表所示：(安全评价为：安全，颤振检验风速均高于63m/s，且具有较大的安全储备)
[0036][0037]试验结论：根据节段模型风洞试验结果，在中央分隔带防撞护栏内加设封槽格栅1，在上平联横梁6上加设中央稳定板2，可以有效提高桁架梁悬索桥主梁的颤振临界风速本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高桁架主梁颤振临界风速的气动构造，包括封槽格栅(1)、中央稳定板(2)；其特征在于封槽格栅(1)沿纵向开有等距矩形通孔，封槽格栅(1)沿主桁架断面纵向布置在中央分隔带防撞护栏内，布置方式为沿全桥纵向连续布置；中央稳定板(2)与上平联横梁(6)垂直连接，中央稳定板(2)中心线与桥梁中心线重合，中央稳定板(2)沿全桥主桁架截面纵向连续布置，长度与桥梁主跨长度相同。2.根据权利1要求所诉的一种提高桁架主梁颤振临界风速的气动构造，其特征在于封槽格栅1宽度为桥面中央开槽宽度的1.2～3倍。3.根据权利1要求所诉的一种提高桁架主...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲜波，刘君，周鹏，邹爱华，肖鑫，唐煜，刘涛，邱恩喜，温玉芬，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：