一种用于倒梯形板桁结合钢桁梁桥梁涡振控制的整流装置的制作方法

1.本实用新型涉及桥梁工程技术领域，特别是一种用于倒梯形板桁结合钢桁梁桥梁涡振控制的整流装置。


背景技术：

2.涡激共振是大跨度桥梁在低风速下容易出现的一种风致振动现象，具有自激和自限幅的特性。涡激共振虽然不像颤振一样会在短时间内造成桥梁结构的毁灭性破坏，但过大的涡振振幅或加速度可能对桥梁的行车舒适性和行车安全造成不利影响，甚至引起桥梁构件的疲劳破坏。
3.目前针对钢箱梁或叠合梁涡振气动控制措施的研究已比较成熟，但对钢桁梁涡振气动控制措施的研究则非常少。这主要是因为国内外已有的大部分钢桁梁斜拉桥和钢桁梁悬索桥都采用板桁分离式结构，它具有优良的涡振性能，几乎没有发生涡激共振的文献报道。除板桁分离式结构外，钢桁梁也可以采用板桁结合的结构形式。与板桁分离式钢桁梁相比，板桁结合梁的抗弯刚度和抗扭刚度更大，风阻系数也更小，更适合用于建造刚度要求大的公铁两用桥梁。在板桁结合钢桁梁中，倒梯形钢桁梁因结构刚度较大、内部行车空间较大等独特优势，近年来发展迅速。虽然倒梯形板桁结合型钢桁梁有刚度大的优点，但它却容易发生涡激共振，因此，需要研究一种倒梯形板桁结合型钢桁梁的涡振抑制措施。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于：针对现有技术存在的倒梯形板桁结合型钢桁梁容易发生涡激共振的问题，提供一种用于倒梯形板桁结合钢桁梁桥梁涡振控制的整流装置。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
6.一种用于倒梯形板桁结合钢桁梁桥梁涡振控制的整流装置，包括沿顺桥向布置的整流板，所述整流板为平板结构，所述整流板置于倒梯形板桁结合钢桁梁边纵梁腹板的外侧，且所述整流板相对于所述边纵梁腹板倾斜设置，所述整流板与水平面之间的张角向上。
7.其中，边纵梁腹板的外侧指边纵梁腹板朝外的一侧，即远离桥梁中心线，整流板位于桥梁的外侧。
8.本实用新型通过在边纵梁腹板的外侧设置整流板，且整流板与水平面之间的张角向上，可以改变倒梯形板桁结合钢桁梁上部及侧面的流场特性，抑制漩涡的产生或将大型漩涡打碎，有效的避免涡激共振发生、抑制涡激振幅，提高了行车的安全性和舒适性，并有利于延长桥梁的使用寿命。同时本实用新型仅需设置一块整流板就可以有效抑制涡激响应，措施简单、施工便捷、经济实用。
9.本实用新型主要应用于斜拉桥或悬索桥倒梯形板桁结合钢桁梁上，可以有效抑制倒梯形板桁结合钢桁梁桥梁的涡振响应，为行车安全性和舒适性提供保障。
10.作为本实用新型的优选方案，所述整流板与水平面之间的张角为0
°
～20
°
，抑制涡振振幅效果较好。
11.作为本实用新型的优选方案，所述整流板与水平面之间的张角为4
°
～8
°
，抑制涡振振幅效果显著，且保证了足够的施工空间，施工便捷。
12.作为本实用新型的优选方案，所述整流板的宽度为所述边纵梁腹板高度的1.5倍～2.0倍。
13.作为本实用新型的优选方案，所述整流板的宽度为2m～3m，抑制涡振振幅效果较好。
14.作为本实用新型的优选方案，所述整流板沿顺桥向通长布置，抑制涡振振幅效果较好。
15.作为本实用新型的优选方案，所述整流板为长条形结构，抑制涡振振幅效果较好。
16.作为本实用新型的优选方案，所述整流板与所述边纵梁腹板固定连接，便于施工，且所述整流板与所述边纵梁腹板的固定连接点等于或高于所述边纵梁腹板的中心高度，所述腹板的中心高度指腹板的半高处，此时抑制涡振振幅效果较好。
17.作为本实用新型的优选方案，所述整流板和所述边纵梁腹板之间间隔设有多个加劲板，所述加劲板为平板结构，用以提高所述整流板的结构强度，保证抑制涡振的效果。
18.作为本实用新型的优选方案，所述加劲板与所述整流板固定连接，所述加劲板与所述边纵梁腹板固定连接，便于施工。
19.综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
20.1、本实用新型通过在边纵梁腹板的外侧设置整流板，且整流板与水平面之间的张角向上，可以改变倒梯形板桁结合钢桁梁上部及侧面的流场特性，抑制漩涡的产生或将大型漩涡打碎，有效的避免涡激共振发生、抑制涡激振幅，提高了行车的安全性和舒适性，并有利于延长桥梁的使用寿命。
21.2、本实用新型仅需设置一块整流板就可以有效抑制涡激响应，措施简单、施工便捷、经济实用。
22.3、本实用新型将整流板与水平面之间的张角设计为4
°
～8
°
，抑制涡振振幅效果显著，且保证了足够的施工空间，施工便捷。
23.4、本实用新型主要应用于斜拉桥或悬索桥倒梯形板桁结合钢桁梁上，可以有效抑制倒梯形板桁结合钢桁梁桥梁的涡振响应，为行车安全性和舒适性提供保障。
附图说明
24.图1是本实用新型所述的用于倒梯形板桁结合钢桁梁桥梁涡振控制的整流装置的正视图。
25.图2是图1中a处的局部放大图。
26.图3是本实用新型所述的用于倒梯形板桁结合钢桁梁桥梁涡振控制的整流装置的俯视图。
27.图4是原始的桥梁竖向涡振响应均方差。
28.图5是增设了本实用新型所述的用于倒梯形板桁结合钢桁梁桥梁涡振控制的整流装置后的桥梁竖向涡振响应均方差。
29.图6是原始的桥梁扭转涡振响应均方差。
30.图7是增设了本实用新型所述的用于倒梯形板桁结合钢桁梁桥梁涡振控制的整流
装置后的桥梁扭转涡振响应均方差。
31.图标：1
‑
整流板，2
‑
加劲板，3
‑
边纵梁腹板。
具体实施方式
32.下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
33.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
34.实施例1
35.如图1
‑
图3所示，一种用于倒梯形板桁结合钢桁梁桥梁涡振控制的整流装置，包括整流板1和加劲板2。
36.整流板1为宽度2.4m的长条形平板结构，整流板1沿顺桥向通长布置。整流板1位于倒梯形板桁结合钢桁梁边纵梁腹板3的外侧，具体的，整流板1可以与边纵梁腹板3的外侧面焊接连接，且整流板1与边纵梁腹板3的焊接位置的高度处于边纵梁腹板3中心高度处，即焊接位置位于边纵梁腹板3的半高处。
37.整流板1相对于边纵梁腹板3倾斜设置，整流板1与水平面之间的张角向上，张角大小为4
°
～8
°
。所述水平面为整流板1与边纵梁腹板3焊缝所在的平面，即整流板1与边纵梁腹板3焊缝处的高度低于整流板1的自由端(焊缝的对侧)，整流板1向左上倾斜设置(图2中方向)。
38.进一步的，整流板1的上表面通过若干个间隔设置的加劲板2与边纵梁腹板3焊接连接。加劲板2为三角形平板结构，且加劲板2沿顺桥向均布。
39.如图4
‑
图7所示，制作了某桥的节段模型并进行了风洞试验，试验表明，本实用新型所述的用于倒梯形板桁结合钢桁梁桥梁涡振控制的整流装置，对桥梁竖向涡振和扭转涡振均有很好的抑制效果，抑制涡振振幅效果十分显著，满足规范限值的要求。
40.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。