[发明专利]改善桥梁H型钝体结构风振性能的气动结构

说明书

本发明提供一种改善桥梁H型钝体结构风振性能的气动结构，通过增加沿腹板呈对称分布的气动稳定板来实现，本发明可以消除驰振现象，加工制作方便，施工简单，对抑制H型吊杆等桥梁H型钝体结构驰振具有良好的作用，显著提高抗风性能。

技术领域

本发明涉及一种气动抑振措施，具体涉及一种改善桥梁H型钝体结构风振性能的气动结构。

背景技术

H型截面结构物在实际生活中被广泛应用，如拱桥的吊杆、桁架桥的弦杆、大跨屋盖结构的承重支架等。研究表明流体绕过H型断面会发生强烈的气流分离，出现尺度很大的旋涡，同时会在一定的雷诺数范围内产生规律性的旋涡脱落，对物体产生顺来流方向和垂直来流方向的气动力，诱发结构物发生振动、疲劳甚至损坏，如拱桥、桁架桥的吊杆、弦杆在风的作用下会发生驰振、颤振、涡振，振动严重时会影响结构物的可靠性和安全性。

现有的桥梁抑振措施主要有机械措施、结构措施和气动措施三大类，机械措施和结构措施往往设计复杂，造价高昂，所以常采用气动措施。目前桥梁吊杆上常采用腹板、翼板开孔的方法来抑制吊杆的振动。实践应用发现H型吊杆表面开孔在施工时操作较为困难，而且对于一些抗压吊杆容易产生弯曲失稳现象，导致强度、稳定性不能满足要求。

中国专利“一种倒角方形桥塔风致振动抑制构造”(公告号：CN203684092U，公开日：2014.07.02)公开了利用矩形截面的导流翼板提高桥塔的驰振临界风速及改善驰振稳定性，并进一步给出了透风率与驰振临界风速、稳定性的关系。但其不足之处在于：1)该公开专利仅仅提供了一种适用于桥梁中方形断面桥塔风致振动的抑振构造，并不适用于除桥塔这种构件之外的其他竖向构件，尤其不适用于长细比很大的H型断面的吊杆等构件；2)该公开专利的导流翼板构造仍存在表面开孔，增加施工安装工序和难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改善桥梁H型钝体结构风振性能的气动结构。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

包括对称设置于桥梁H型钝体结构的腹板两侧的(矩形平板状)气动稳定板(即一个桥梁H型钝体结构的腹板每侧对应布置一个气动稳定板，一个桥梁H型钝体结构布置两个气动稳定板)，所述气动稳定板所在平面与所述腹板垂直，且气动稳定板所在平面分别与桥梁H型钝体结构的两个翼缘板平行或呈非90度夹角(例如，倾斜角度控制在20度内的近似平行排列)，气动稳定板与所述腹板之间留有用于气流(流向为自其中一个翼缘板向另一个翼缘板)通过的缝隙。

所述气动稳定板与每间隔一定距离设置于桥梁H型钝体结构的腹板上的立柱(立柱高度相同)相连。

所述气动稳定板到桥梁H型钝体结构两翼缘的距离相等。

所述气动稳定板对称布置于桥梁H型钝体结构的腹板的中轴线的两侧。

所述气动稳定板沿顺桥向布置。

所述气动稳定板的长度与桥梁H型钝体结构的长度相等(即气动稳定板通长布置)。

所述桥梁H型钝体结构的腹板与气动稳定板之间的缝隙的尺寸为桥梁H型钝体结构翼缘(板)宽度H1的1/5～1/2倍(为达到最佳的抑振效果，所述桥梁H型钝体结构的腹板与气动稳定板之间缝隙的尺寸为桥梁H型钝体结构翼缘宽度H1的1/2倍)。

所述气动稳定板的宽度为桥梁H型钝体结构翼缘宽度H1的2/3～5/6倍(为达到最佳的抑振效果，所述气动稳定板的宽度为桥梁H型钝体结构翼缘宽度H1的2/3倍)。

所述气动稳定板(顶端)高出同侧翼缘(顶部)的距离为桥梁H型钝体结构翼缘宽度H1的1/2～2/3倍(为达到最佳的抑振效果，所述气动稳定板顶端高出同侧翼缘顶部的距离为桥梁H型钝体结构翼缘宽度H的2/3倍)。

本发明的有益效果体现在：