[发明专利]一种大跨度双箱梁全桥气动弹性模型主梁芯梁构造形式

说明书

本发明公开了一种大跨度双箱梁全桥气动弹性模型主梁芯梁构造形式，包括双箱梁外模和芯梁；双箱梁外模包括左箱梁外模和右箱梁外模；左箱梁外模和右箱梁外模均包括多个顺桥向间隔设置的粱段外模；芯梁包括顺桥向设置的主芯梁和横桥向设置的副芯梁；主芯梁和副芯梁为一体结构；左箱梁外模和右箱梁外模内分别设有一根主芯梁，且主芯梁顺桥向贯穿所有粱段外模；主芯梁对应每个粱段外模的中部均向内凸出形成直角槽；左箱梁外模和右箱梁外模相对应的粱段外模均通过一根副芯梁贯穿连接。本发明改变了全桥气动弹性模型主梁芯梁的结构形式，将双芯梁中单个芯梁的拉压刚度转变成芯梁的弯曲刚度，可大幅减小全桥气动弹性模型主梁在横桥向的总刚度。

技术领域

本发明涉及桥梁工程风洞试验技术领域，具体涉及到一种大跨度双箱梁全桥气动弹性模型主梁芯梁构造形式。

背景技术

大跨度桥梁全桥气动弹性模型风洞试验是保证桥梁抗风安全性的重要检验手段。根据缩尺实验相似比的要求，桥梁主梁模型的竖向刚度、横向刚度和扭转刚度必须满足相似要求。为了满足上述刚度的需要，一般桥梁模型采用金属芯梁模拟，如钢质芯梁。对于单箱主梁，现普遍采用单芯梁模拟，并取得了非常好的效果；对于双箱主梁，现普遍借鉴单箱梁的模拟方式，用两根平行的矩形截面直芯梁模拟，满足上述三个主梁刚度的需要，其中芯梁位置受限于主梁箱体内。但是，对于超大跨度的双箱主梁，如果仍采用平行的直芯梁模拟，虽然可以满足竖向刚度和扭转刚度的需要，但是这种芯梁构造形式由于是框架结构，整体横向刚度不仅仅与单根芯梁的横向刚度有关。整个桥梁的横向刚度主要取决于每个芯梁的拉伸刚度。按照现有的加工手段和对芯梁的要求，往往得到的横桥向刚度远远大于模型设计值，无法满足相似要求。如果强行满足理论设计要求，必须使芯梁在横桥向的厚度不足1mm，这样有两个问题：(1)单个芯梁由于横向尺寸太小，芯梁本身横向翘曲失稳，无法使用；(2)现有的加工手段困难，无法与外模连接。基于上述原因，双箱梁气动弹性模型的横向刚度一直是个难题，根本无法满足实际操作需要，往往忽略，从而造成试验结果失真。

发明内容

本发明提供了一种大跨度双箱梁全桥气动弹性模型主梁芯梁构造形式，用以满足桥梁全桥气动弹性模型风洞试验的竖向刚度、横向刚度和扭转刚度相似要求。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种大跨度双箱梁全桥气动弹性模型主梁芯梁构造形式，包括双箱梁外模和芯梁；双箱梁外模包括结构相同的左箱梁外模和右箱梁外模，左箱梁外模和右箱梁外模互相平行且对称设置；左箱梁外模和右箱梁外模均包括多个顺桥向间隔设置的粱段外模；左箱梁外模和右箱梁外模相对应的粱段外模之间通过横向连系梁连接；芯梁包括顺桥向设置的主芯梁和横桥向设置的副芯梁；主芯梁和副芯梁为一体结构；左箱梁外模和右箱梁外模内分别设有一根主芯梁，且主芯梁顺桥向贯穿所有粱段外模；主芯梁对应每个粱段外模的中部均向内凸出形成直角槽；左箱梁外模和右箱梁外模相对应的粱段外模均通过一根副芯梁贯穿连接，副芯梁同时与横向连系梁连接。

根据上述方案，所述直角槽的横桥向宽度为双箱梁外模的桥面宽度的6％；直角槽的顺桥向长度为粱段外模长度的77％。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：改变了全桥气动弹性模型主梁芯梁的结构形式，将双芯梁中单个芯梁的拉压刚度转变成芯梁的弯曲刚度，可大幅减小全桥气动弹性模型主梁在横桥向的总刚度，进而使桥梁模型再满足刚度设计要求；并且结构简单，易于加工、操作。

附图说明

图1为本发明的俯视结构示意图；

图2为图1中A-A向的剖切结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，图中各标号的释义为：粱段外模1，副芯梁2，直角槽3，横向连系梁4，主芯梁5，双箱梁外模6，芯梁7。

本发明包括双箱梁外模6和芯梁7。