cca2018风工程全文集版07大跨度桥梁

2.H型截面杆件具有抗弯刚度大、轻质高强的特点，近年来被作为主要受力构件广泛地应尤为突出。在已建成的桥梁结构中，未加任何气动措施的H型吊杆表现出较差的空气动力H型吊杆发生了严重的风致振动现象。H型吊杆空气动力主要集中在改变吊杆的截面、腹板和翼板开孔率等参数上。Kubo[4]等通过风洞试验发现增加紊流度H型断面结构的涡激有抑制效果；Mather[4]CommodoreBarryH型构件风毁的等综合评价了开孔率对H型吊杆的驰振和涡振性能的影响；[6]等针对H型吊杆的大风攻角下风致振动问题进行了研究，并提出了吊杆设计建议；[7]等研究了H型吊杆开孔形式及截面等方面，但是不合理的开孔方案会削弱截面强度，尤其对压杆来说易a/Hb/HH以某钢桁梁桥的吊杆为模型原型，以1:4的几何缩尺比制作了截面H/B=1:1.9的节段模型测振试验在长安大学风洞CA-1大气边界层风洞中进行，试验段长15.0米，3.0m2.5m1所示，模型采用内支架机构支撑于具有竖向和扭转基金项目：省高等学校结构与风洞开放基金图12所示，当来流风垂直于吊杆腹板（即顺桥向）0°180°攻角，来流风垂直于吊杆翼板（即横桥向）90°ANSYS15.0的壳单元建一定的范围内稍有波动。表1给出了按相似条件得到的节段模型设计参数。表1等效质量0等效质量0——————————6767112000 图35.6%、8.4%11.2%7.8%、15.4%与翼板开孔示意图见图4。 图4吊杆开孔示意图590攻角（横桥向来流）时,5.6%、7.8%（b）8.4%11.2%的涡振最大幅值超出规范允许值，腹板开孔率为15.4%开孔率时腹板不同开孔率对涡振性能影响的试验，试验结果如（b）所示。可以看8.4%11.2%11.2%开孔率下涡振最大振幅超限，8.4%开孔率下涡振最大振幅相对于11.2%开孔率时明显降低，接近规范允许值，开孔率为5.6%相对竖弯振幅相对竖弯振幅-

腹板腹板56%+翼板7腹板84%+翼缘7腹板112%+翼缘7

相对竖弯振幅相对竖弯振幅-

腹板腹板56%+翼缘15腹板84%+翼缘15腹板112%+翼缘15 实桥风速 实桥风速 图5腹板开孔率对吊杆涡振性能的影响690攻角（横桥向来流）时三个模型的竖弯振动响应。可以看出：①三种翼板开孔率翼板开孔率的增加，涡振的起振风速明显提前；②开孔率为7.8%的模型最大相对竖弯振幅A/H0.0116.7%时的最大振幅仅为7.8%1/45.6%但翼腹板5腹板56%+翼板7腹板56%+翼缘15腹板56%+翼缘16 讨气动稳定板两参数对H型吊杆性能的影响。 图7气动稳定板示意图为研究气动稳定板的两个无量纲参数a/Hb/HH型吊杆气动性能的影响，制作了而非90°（横桥向来流2列出了各模型在100°风向角下的振动情况。最大幅值——————C1C5a/Hb/HC3、C4C5a/H0.20b/H的增加，振动形态由驰振转变为涡振，表b/HC527.3mm，出涡振现象，再无驰振出现，且涡振最大幅值随a/H的增加有减小的趋势；值由23.9mm减为8.6mm,振幅减小趋势明显；值由8.6mm减为6.1mm，振幅小幅减小；a/H和b/H必须大于一定值才能消除驰振现象，同时a/H和b/H在其有效影响范围大制Symmetry，使用空间适应性较强的非结构化三角形网格，8H型吊杆断面计算模型及网格划分示意图。数值计算使用钝体结构常用的k-ωSST湍流模型，用SIMPILEC方法求解方程。 图8计算模型及网格划分示意图9H型吊杆断面及带气动稳定板断面在固定来流风速下速度矢量随时间变化迹线10为断面涡量随时间变化图，原始断面时间选取从初始状态至基本稳定状态，而带图9流速迹线图图10涡量图本文通过风洞试验和数值模拟的方法研究了H/B=1:1.9的H型吊杆的开孔措施和H型吊杆断面易出现“软驰振”现象，考虑较低的开孔率时，只对腹板参数a/H和b/H在其有效影响范围大制振效果越好。[1].桥梁风工程[M].：人民交通，2005:64-余岭,顾金钧,汪正兴,等.大型桥梁吊杆涡振试验研究[J].机械强度1996,0416-KuboY,SakuraiK,AzumaS.AerodynamiccharacteristicsofH-shapedsectioncylinderinlaminarandturbulentflows[J].MemoirsoftheKyushuInstituteofTechnology,Engineering.1980,10:1-14.MatherFJ,WittigLE.AerodynamicresponseoflongH-sections[J].JournaloftheStructuralDivision,1980,106(1):183-198.,廖海黎,郑史雄,等H型截面吊杆气动性能的风洞试验[J].中国铁道科学20050442-,,刘光栋,等.H型吊杆的大攻角风致振动和抗风