[发明专利]一种用于拱桥的拱桥涡振控制建筑膜结构

说明书

技术领域：

本发明涉及桥梁工程和防灾工程领域，具体地说是一种安装在下承式或中承式拱桥上的拱桥涡振控制建筑膜结构。

背景技术：

目前，国内外大跨度下承式或中承式拱桥大多采用透风率较高的桁架拱肋，而实体式拱肋具有施工方便、结构可靠、耐久性强等优点。但是实体式拱肋一般都存在涡激振动问题，必须采取一定的措施来控制拱肋涡振，而现有技术无法进行有效的涡振控制。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种改进的用于拱桥的拱桥涡振控制建筑膜结构，它可克服现有技术中无法有效地控制下承式或中承式拱桥的实体式拱肋涡激共振的一些不足。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于拱桥的拱桥涡振控制建筑膜结构，它主要包括拱肋和设在拱肋之间的横撑，其特征在于：拱肋的截面顶部设有建筑膜结构，建筑膜结构由膜支撑架和设在膜支撑架上的膜体系构成。

使用时本发明在拱肋截面顶部设置建筑膜结构，该膜结构由膜支撑架和膜体系组成，能够有效控制拱肋涡振。采用流体动力学数值模拟分析结果表明，可以减小涡振振幅61％，其涡振控制机理在于迎风侧拱肋顶面和底面的两个大涡被中间隔板隔离，使得上下两个涡产生的涡激力因相反的旋转方向和不同的相位差而有所相互抵消，可以有效地控制下承式或中承式拱桥的实体式拱肋涡激共振。

附图说明：

图1为现有技术的拱肋断面示意图

图2为现有技术的拱肋断面控制措施示意图

图3为中间2米高的板的拱肋断面控制措施示意图

图4为底部2米高的板的拱肋断面控制措施示意图

图5为底部2米高的板的拱肋断面控制措施示意图

图6为底部4米高的稳定板的拱肋断面控制措施示意图

图7为底部4米高的稳定板的拱肋断面控制措施示意图

图8为整体铺板的拱肋断面控制措施示意图

图9为现有技术拱肋断面流态显示图

图10为本发明拱肋断面流态显示图

图11为本发明使用状态参考图

图12为图11中的A部建筑膜结构的放大示意图

图13为图12中的B部膜支撑架的放大示意图

图14为膜支撑架的又一结构示意图

表1斯特罗哈数和涡振振幅的数值模拟结果

表2涡振振幅和相应风速的风洞试验结果

以下给出表1、表2的具体测试结果

表1 斯特罗哈数和涡振振幅的数值模拟结果

 

编号拱肋布置斯脱罗哈数  A       (z_max/H)图2图3图4   图5   图6   图7   图8图9原断面       中间2米高的板底部2米高的板(H)          底部2米高的板(V)          底部4米高的稳定板         底部4米高的稳定板         4米的导流板  整体铺板     0.1560.2200.137     0.137     0.137     0.156     0.1750.1560.0280.0250.034     0.032     0.032     0.017     0.0230.011

表2 涡振振幅和相应风速的风洞试验结果