下稳定板形式对兴康特大桥颤振性能的影响

发布时间：2021-09-17 21:25

　　雅康高速泸定大渡河兴康特大桥跨越干热河谷区深大峡谷,其桥面中央设置了竖向稳定板以提高结构在复杂风环境下的颤振稳定性。对于钢桁加劲梁而言,下稳定板的布置形式具有一定的可变性,为了进一步优化下稳定板的抑振效果,研究了不同形式的下稳定板对该桥颤振性能的影响。首先,通过风洞试验测试了不同位置的单稳定板及不同形式的分离式稳定板对颤振临界风速的影响。然后,建立简化的二维CFD模型,通过气动力输入能量的大小及流场的变化规律对相应的气动机理进行了解释。研究结果表明:设置稳定板后,各个攻角下的颤振临界风速均得到不同的提高,尤其是在负攻角下。当负攻角的绝对值较大时,扭转运动的不稳定性成为了颤振发生的主要原因,稳定板通过阻碍漩涡移动、改变漩涡大小和增大迎风侧桥面板下侧负压区强度的方式提高扭转稳定性,因此,将中央稳定板设置为分离式竖向稳定板的效果更好。 

【文章来源】：振动与冲击. 2020,39(19)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

兴康特大桥

兴康特大桥加劲梁采用钢桁梁,主桁桁宽27.0 m、桁高8.2 m,其上设置了两幅分离式的桥道系,间距约5.9 m。前期研究结果表明封闭两幅桥道系之间的槽口,并设置竖向稳定板可提高桥梁的颤振稳定性[12],但综合考虑其他因素,最终将桥面系中央设置为部分透风的形式,透风率约72.7%,如图2所示。兴康特大桥跨越干热河谷区深大峡谷,其桥址区周围地势起伏较大,两岸山峰与谷底之间的温差较大,易形成从上往下的来流风,从而使桥位处负攻角的情况多于正攻角,风攻角的概率统计均值达到了-4.46°[13]。1.2 试验参数

为了提高兴康特大桥的抗风稳定性,对加劲梁断面进行气动优化。前期研究表明,设置稳定板可以明显改善大跨度桥梁的颤振性能。因此,在兴康特大桥桥面的上侧和下侧同时安装了稳定板,其中上稳定板位于桥面中央,高1.36 m,为了保证车辆的正常行驶,可调整的空间有限,无法进一步优化。而桥面下侧空间较大,稳定板的安装位置和形式可以多变,因此本文采用了多种不同形式的下稳定板进行优化对比,以期找到最优布置形式。试验中将仅安装中央上稳定板的方案作为原始方案,考查了不同位置的单稳定板和不同形式的分离式稳定板对兴康特大桥颤振性能的影响。单稳定板即高度为34.4 mm(对应实际高度为1.5 m)的竖向稳定板单独地安装在桥面板纵梁下方,分别位于迎风侧距加劲梁中央6.25 m、加劲梁中央、背风侧距加劲梁中央6.25 m处,各工况布置示意图如图4所示。分离式稳定板方案考虑了两种形式,即分离式竖向稳定板和分离式斜向稳定板,如图5所示。分离式竖向稳定板即高度为34.4 mm(对应实际高度为1.5 m)的稳定板对称地安装在桥面板纵梁下方,距加劲梁中央6.25 m处,即同时安装迎风侧稳定板与背风侧稳定板;分离式斜向稳定板即在桁架内部设置倾斜的下稳定板,其高度仍为34.4 mm。通过风洞试验研究了在-7°～+7°攻角下,稳定板对颤振性能的影响。

【参考文献】：
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本文编号：3399523