一種用于纜索承重橋風(fēng)致振動控制的主梁風(fēng)嘴的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于纜索承重橋風(fēng)致振動控制的主梁風(fēng)嘴，本主梁風(fēng)嘴的橫截面沿主梁展向是周期變化的，主梁風(fēng)嘴在主梁展向變化的最優(yōu)波長根據(jù)橋梁的具體情況、當(dāng)?shù)氐牡匦魏惋L(fēng)特性，并通過風(fēng)洞試驗(yàn)來確定；主梁風(fēng)嘴與主梁節(jié)段固定連接。本發(fā)明風(fēng)嘴破壞漩渦脫落沿主梁展向的相關(guān)性，可抑制或減小渦激振動，降低作用在主梁上的靜力風(fēng)荷載。本發(fā)明制作使用方便，能提高纜索承重橋主梁的制作效率。
【專利說明】—種用于纜索承重橋風(fēng)致振動控制的主梁風(fēng)嘴

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于纜索承重橋風(fēng)致振動控制的主梁風(fēng)嘴。

【背景技術(shù)】
[0002]纜索承重橋以其突出的跨越能力以及優(yōu)美的結(jié)構(gòu)外形在現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)中占有重要地位。隨著現(xiàn)代結(jié)構(gòu)理論、高強(qiáng)材料、計(jì)算能力和施工技術(shù)的進(jìn)步，纜索承重橋的跨徑大幅度增長。
[0003]對于大跨度纜索承重橋，由于其質(zhì)量輕、柔度大和阻尼低，是一種風(fēng)敏感結(jié)構(gòu)。對于主梁而言，當(dāng)氣流繞過非流線型主梁截面時(shí)，會產(chǎn)生流體分離和漩渦脫落，從而對橋梁主梁產(chǎn)生復(fù)雜的空氣動力學(xué)作用力。在風(fēng)荷載作用下，纜索承重橋的主梁會發(fā)生顫振、抖振和渦激振動。其中，顫振是一種破壞性的純扭轉(zhuǎn)或彎曲和扭轉(zhuǎn)耦合的發(fā)散性自激振動，當(dāng)其達(dá)到臨界風(fēng)速時(shí)，振動的主梁通過氣流的反作用不斷吸收能量克服結(jié)構(gòu)自身阻尼、導(dǎo)致振幅逐步增大直至結(jié)構(gòu)破壞。1940年，建成才四個(gè)月、跨度為853m的美國塔科馬(Tacoma)懸索橋在不到20m/s的8級風(fēng)作用下發(fā)生強(qiáng)烈的顫振，并導(dǎo)致了主梁的斷裂倒塌。抖振則是指主梁在自然風(fēng)脈動成分作用下的有限振幅隨機(jī)強(qiáng)迫振動。而渦振是在較低風(fēng)速區(qū)域發(fā)生的有限振幅運(yùn)動，當(dāng)風(fēng)流過鈍體截面的橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件，會發(fā)生流動分離與再附形成漩渦的脫落，產(chǎn)生交替變化的渦激力，當(dāng)漩渦脫落頻率接近或等于結(jié)構(gòu)的某階自振頻率時(shí)，激發(fā)出結(jié)構(gòu)的潤激振動。
[0004]為了避免或減小纜索承重橋主梁的風(fēng)致振動，特別是發(fā)散性的顫振，主梁常采用氣動控制措施來抑制或減小風(fēng)致振動。氣動控制措施即通過改變主梁截面外形或施加附屬物，來改善繞過斷面的氣流形態(tài)，以減少作用在橋梁上的空氣作用力。由于這種方法對結(jié)構(gòu)改變小、經(jīng)濟(jì)代價(jià)較低、易于實(shí)現(xiàn)，所以在實(shí)際工程中得到了廣泛的應(yīng)用。工程實(shí)踐表明，現(xiàn)有主梁的氣動控制措施對主梁的顫振有很好地控制效果。
[0005]但隨著纜索承重橋跨度的不斷增大，主梁剛度不斷降低，從而導(dǎo)致主梁渦激振動頻繁發(fā)生。渦激振動雖然是一種有限振幅的風(fēng)致振動，不會導(dǎo)致主梁的毀滅性破壞，但由于渦激振動的發(fā)生風(fēng)速低、發(fā)生頻率高，因而會影響行車安全和造成結(jié)構(gòu)疲勞。因而需要采取控制措施來避免渦激振動的發(fā)生，降低渦激振動發(fā)生的振幅。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種用于纜索承重橋風(fēng)致振動控制的主梁風(fēng)嘴，這種是一種新的氣動減振措施，能破壞風(fēng)荷載沿著主梁展向(主梁軸線方向)的相關(guān)性，提聞橋梁的氣動穩(wěn)定性，抑制和減小主梁的風(fēng)致振動，提聞纜索承重橋的安全性。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種用于纜索承重橋風(fēng)致振動控制的主梁風(fēng)嘴，本主梁風(fēng)嘴的橫截面沿主梁展向是周期變化的，主梁風(fēng)嘴在主梁展向變化的最優(yōu)波長根據(jù)橋梁的具體情況、當(dāng)?shù)氐牡匦魏惋L(fēng)特性，并通過風(fēng)洞試驗(yàn)來確定；主梁風(fēng)嘴與主梁節(jié)段固定連接。
[0008]所述主梁風(fēng)嘴的橫截面沿主梁展向是變化為波浪形或折線形的周期變化。所述主梁風(fēng)嘴為薄壁箱型結(jié)構(gòu)，橫截面呈銳角三角形，頂角的角度為30°?80° ;主梁風(fēng)嘴的材質(zhì)為鋼、混凝土或其他與主梁類似的材料。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步:
本發(fā)明風(fēng)嘴破壞漩渦脫落沿主梁展向的相關(guān)性，可抑制或減小渦激振動，降低作用在主梁上的靜力風(fēng)荷載。本發(fā)明制作使用方便，能提高纜索承重橋主梁的制作效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為應(yīng)用本發(fā)明風(fēng)嘴的主梁結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為實(shí)施例1中圖1中B部應(yīng)用本發(fā)明風(fēng)嘴示意圖。
[0012]圖3為實(shí)施例1中圖1中B部應(yīng)用本發(fā)明風(fēng)嘴示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的說明。
[0014]一種用于纜索承重橋風(fēng)致振動控制的主梁風(fēng)嘴，本主梁風(fēng)嘴的橫截面沿主梁展向是周期變化的，主梁風(fēng)嘴在主梁展向變化的最優(yōu)波長根據(jù)橋梁的具體情況、當(dāng)?shù)氐牡匦魏惋L(fēng)特性，并通過風(fēng)洞試驗(yàn)來確定。
[0015]如圖1所示，主梁風(fēng)嘴2與主梁I節(jié)段通過焊接連接。
[0016]如圖2和圖3所示，所述主梁風(fēng)嘴的橫截面沿主梁展向是變化為波浪形或折線形的周期變化。所述主梁風(fēng)嘴為薄壁箱型結(jié)構(gòu)，橫截面呈銳角三角形，頂角的角度為30°?80° ;主梁風(fēng)嘴的材質(zhì)為鋼、混凝土或其他與主梁類似的材料。
【權(quán)利要求】
1.一種用于纜索承重橋風(fēng)致振動控制的主梁風(fēng)嘴，其特征在于，本主梁風(fēng)嘴的橫截面沿主梁展向是周期變化的，主梁風(fēng)嘴在主梁展向變化的最優(yōu)波長根據(jù)橋梁的具體情況、當(dāng)?shù)氐牡匦魏惋L(fēng)特性，并通過風(fēng)洞試驗(yàn)來確定；主梁風(fēng)嘴與主梁節(jié)段固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于纜索承重橋風(fēng)致振動控制的主梁風(fēng)嘴，其特征在于，所述主梁風(fēng)嘴的橫截面沿主梁展向是變化為波浪形或折線形的周期變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于纜索承重橋風(fēng)致振動控制的主梁風(fēng)嘴，其特征在于，所述主梁風(fēng)嘴為薄壁箱型結(jié)構(gòu)，橫截面呈銳角三角形，頂角的角度為30°?80° ;主梁風(fēng)嘴的材質(zhì)為鋼、混凝土或其他與主梁類似的材料。
【文檔編號】E01D11/00GK104233945SQ201410473488
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】杜曉慶, 曾靜麗, 張利平, 孫雅慧 申請人:上海大學(xué)