Ⅱ型钢-混凝土结合梁断面涡激振动及气动控制措施

• 作者: 刘志文 肖晗 王雷 盛捷 陈政清
• 来源期刊: 湖南大学学报（自然科学版）
• 关键词: Ⅱ型钢-混凝土结合梁 涡激振动 气动控制措施 风洞试验 数值模拟
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 页码范围: 68-78
• 页数: 10页
• 分类号: U448.27
• 语种: 中文
• DOI: 10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2022028

摘要

Ⅱ型钢-混凝土结合梁由于其良好的受力性能和经济性，广泛应用于大跨径斜拉桥中，但其气动性能相对略差，若设计不当则容易出现涡激振动现象，从而影响行车舒适性、安全性或结构疲劳寿命等. 本文以广东潮汕大桥为实际工程依托，该桥为主跨205 m的独塔双索面Ⅱ型钢-混凝土结合梁斜拉桥，开展了Ⅱ型钢-混凝土结合梁断面涡激振动及气动控制措施研究. 首先，采用几何缩尺比为1∶50的主梁节段模型对该桥原设计方案主梁断面运营期涡激振动进行了试验研究；然后，分别采用下稳定板、导流板、裙板、上稳定板等气动控制措施对主梁涡激振动响应的控制效果进行了研究；最后，采用计算流体动力学方法（ComputationalFluid Dynamics，CFD）对主梁断面最终采用气动控制措施机理进行了研究. 结果表明：主梁原设计方案在设计风速范围内存在大幅涡激共振现象，涡激振动幅值超过规范限值；采用“三道下稳定板+两侧竖向裙板+上中央稳定板”组合气动控制措施后，主梁涡激振动响应得到明显抑制；该组合气动控制措施对Ⅱ型钢-混凝土结合梁涡激振动的控制机理主要表现为：设置三道下稳定板可有效破坏Ⅱ型主梁下侧较大旋涡，Ⅱ型主梁两侧设置竖向裙板改善了其气动流线型程度，设置上中央稳定板可有效阻止主梁上侧较大旋涡的运动.