一种用于斜拉桥颤振控制的风嘴结构[发明专利]

[12]发明专利申请公布说明书

[21]申请号200610025774.5

[51]Int.CI.

E01D 11/04 (2006.01)E01D 19/00 (2006.01)

[43]公开日2007年10月24日[22]申请日2006.04.17[21]申请号200610025774.5[71]申请人同济大学

地址200092上海市四平路1239号[72]发明人葛耀君 杨咏昕 项海帆

[11]公开号CN 101058971A

[74]专利代理机构上海世贸专利代理有限责任公司

代理人李浩东

权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 2 页

[54]发明名称

一种用于斜拉桥颤振控制的风嘴结构

[57]摘要

本发明涉及一种用于斜拉桥颤振控制的风嘴结构，其特征在于：在斜拉桥主梁的两侧设有风嘴结构，风嘴结构由薄壁钢箱构成，薄壁钢箱的横截面呈三角形。使用时本发明的用于斜拉桥颤振控制的风嘴结构，这种风嘴结构由薄壁钢箱构成，薄壁钢箱呈三角形，三角形的最长边与主梁的两侧紧密贴合，能显著提高颤振临界风速，可以有效地提高分离式双主梁斜拉桥结构的颤振稳定性能。

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权 利 要 求 书

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1、一种用于斜拉桥颤振控制的风嘴结构，其特征在于：在斜拉桥主梁的两侧设有风嘴结构，风嘴结构由薄壁钢箱构成，薄壁钢箱的横截面呈三角形。(具体设置在主梁的什么位置？是不是主梁断面的连接处？)

2、根据权利要求1所述的一种用于斜拉桥颤振控制的风嘴结构，其特征在于：三角形为锐角三角形，角度为40-80度，薄壁钢箱的一侧面与主梁的侧面通过焊接或栓接连接在一起。

3、根据权利要求1所述的一种用于斜拉桥颤振控制的风嘴结构，其特征在于：薄壁钢箱的壁厚为1-8mm。

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说 明 书

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一种用于斜拉桥颤振控制的风嘴结构

技术领域：

本发明专利涉及桥梁工程和防灾工程领域，具体地说是一种安装在分离式双主梁斜拉桥上的斜拉桥颤振控制风嘴结构。 背景技术：

分离式双主梁在中小跨度斜拉桥中应用得比较多，在大跨度斜拉桥中也有应用实例。分离式双主梁由于气动外形钝化，颤振稳定性能不尽理想。当桥址处颤振稳定性能要求相对较高时，必须采取一定的颤振控制措施来提高颤振临界风速，而现有的颤振控制措施往往无法达到设计的要求。 发明内容：

本发明的目的在于提供一种改进的用于斜拉桥颤振控制的风嘴结构，它可克服现有技术中分离式双主梁斜拉桥结构的颤振稳定性较差的一些不足。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于斜拉桥颤振控制的风嘴结构，其特征在于：在斜拉桥主梁的两侧设有风嘴结构，风嘴结构由薄壁钢箱构成，薄壁钢箱的横截面呈三角形。 使用时本发明的用于斜拉桥颤振控制的风嘴结构，这种风嘴结构由薄壁钢箱构成，薄壁钢箱呈三角形，三角形的最长边与主梁的两侧紧密贴合，能显著提高颤振临界风速，可以有效地提高分离式双主梁斜拉桥结构的颤振稳定性能。 附图说明：

图1为现有技术的结构示意图

图2为本发明一实施例的结构示意图 图3为本发明使用状态参考图 图4为图3中A部放大示意图 图5为图4中B部放大示意图 具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。 本发明与现有技术的区别在于：在斜拉桥主梁1的两侧边缘设有风嘴结构2，风嘴结构由薄壁钢箱构成，薄壁钢箱的横截面呈锐角三角形，角度为40-80度，薄壁钢箱的一侧面与主梁的侧面通过焊接或栓接连接在一起，薄壁钢箱的壁厚为1-8mm。

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200610025774.5说 明 书 第2/2页

分离式双主梁斜拉桥颤振控制风嘴结构是采用节段模型颤振控制试验方法，从两种颤振控制措施中比选获得的。原主梁断面和两种颤振控制措施的节段模型试验主要结果——颤振临界风速列于表1中，设置风嘴这种控制措施不但能将颤振临界风速提升3.5％，同时相比设置稳定板措施还能明显改善主梁的气动外形从而提升结构的涡振和抖振性能。

为了验证分离式双主梁斜拉桥颤振控制风嘴结构的上述节段模型颤振控制试验结果，以上海东海大桥颗珠山桥为例，采用1∶100的几何缩尺比进行了全桥气弹模型风洞试验，并分别模拟了桥塔自立状态、最大双悬臂状态、最大单悬臂状态和全桥成桥状态等四种结构形式。该风洞试验包括四种结构形式、均匀流和紊流两种流场、有无控制措施两种状态等多种工况，表2列出了全桥气弹模型风洞试验颤振临界风速测试结果，可以看到采取设置风嘴颤振控制措施后的全桥成桥状态颤振临界风速提高了31.0％。

表1节段模型颤振控制试验颤振临界风速测试结果(单位：m/s)

结构形式原断面成桥状态有风嘴断面成桥状态有稳定板断面成桥状态

123-5°

-3°96.211196.2

0°74.877.479.0

+3°69.013878.6

138+5°

结构形式

表2全桥气弹模型风洞试验颤振临界风速测试结果(单位：m/s)-3°

0°

+3°

[Ucr]

72.5＞10082.5

79.979.979.9

原断面成桥状态

有风嘴断面成桥状态有稳定板断面成桥状态

95.087.595.0＞100

实施中，为了将上述通过风洞试验确定的最有效颤振控制措施付诸工程应用，设计了斜拉桥颤振控制风嘴结构，该结构主体为两件三角形薄壁箱形断面钢构件，分别布置在主梁的两侧边缘(如图3所示)，三角形风嘴结构内侧的竖直面同主梁外侧边缘竖直面紧密相连，成为一个整体结构，能够有效提高斜拉桥颤振稳定性能。采用节段模型颤振控制试验测试结果表明，可以提高结构颤振临界风速。

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说 明 书 附 图

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