[发明专利]桥梁涡振的气动调节构造

说明书

本发明涉及一种桥梁涡振的气动调节构造，在桥梁施工过程中，在主梁的相对两侧面中至少一侧面上安装调节结构。当气流吹向主梁的一侧面时，气流会先与调节结构接触，并在调节结构上流动。由于调节结构上设有进风口，因此，部分气流会从进风口流入调节腔内，使得气流经过调节结构时的流动路径发生改变。同时，在进风口内设有第一扰流件，随着气流的流动，第一扰流件在进风口内发生转动，动态地改变调节结构的风攻角，扰乱气流在调节结构内外的流动路径，有效改变主梁周围的气动外形和绕流形态，避免主梁上的漩涡发生规律性地脱落，有效控制大跨度桥梁的涡振现象发生。此外，涡振控制中，无需额外投入阻尼器等设备，大大降低桥梁的涡振控制设备成本。

技术领域

本发明涉及桥梁建筑技术领域，特别是涉及桥梁涡振的气动调节构造。

背景技术

桥梁涡振是由风场经过桥梁结构时产生的有规则的旋涡脱落引起的限幅振动，涡振发生在风速较低的情况下，是旋涡脱落频率与桥梁固有频率接近时的共振现象。

桥梁的涡振控制措施目前主要有气动措施、结构措施与机械措施，其中，气动措施虽然简单有效，但是传统的气动措施需要通过风洞试验验证而风洞试验又是缩尺模型忽略了雷诺数效应，无法准确地预测实际大跨度桥梁的涡振控制效果。机械措施通常加载TMD阻尼器(Tuned Mass Damper，译为调频质量阻尼器)提高结构阻尼，但是属于补救型措施，而且存在经济性问题，结构措施主要是增加结构刚度，主要是在设计阶段中考虑。因此，针对传统的气动措施和机械措施在控制桥梁风振问题上均存在一定的不足。

发明内容

基于此，有必要提供一种桥梁涡振的气动调节构造，通过多种互补气动措施全方面改变桥梁结构的气动外形和绕流形态，实现经济、有效控制大跨度桥梁的涡振现象发生。

一种桥梁涡振的气动调节构造，所述桥梁涡振的气动调节构造包括：主梁；调节结构，所述主梁的相对两侧面中至少一侧设有调节结构，所述调节结构内设有调节腔，所述调节结构上设有与所述调节腔连通的进风口；及第一扰流件，所述第一扰流件位于所述进风口内，且所述第一扰流件可转动装设在所述进风口的内壁上。

上述的桥梁涡振的气动调节构造，在桥梁施工过程中，在主梁的相对两侧面中至少一侧面上安装调节结构。当气流吹向主梁的一侧面时，气流会先与调节结构接触，并在调节结构上流动。由于调节结构上设有进风口，因此，部分气流会从进风口流入调节腔内，使得气流在调节结构表面上的流动路径发生改变。同时，在进风口内转动设有第一扰流件，随着气流的流动，第一扰流件在进风口内发生转动，动态地改变调节结构的风攻角，扰乱气流在调节结构内外的流动路径，有效改变主梁周围的气动外形和绕流形态，避免主梁上的漩涡发生规律性地交替脱落，有效控制大跨度桥梁的涡振现象发生。此外，本方案在涡振控制过程中，无需额外投入阻尼器等设备，大大降低桥梁的涡振控制设备成本，使得涡振控制过程经济、有效。

在其中一个实施例中，所述第一扰流件为至少两个，至少两个所述第一扰流件在所述进风口内并列间隔设置。

在其中一个实施例中，所述调节结构上设有第一导流面与第二导流面，所述第一导流面用于将气流引导至所述主梁的上表面，所述第二导流面用于将气流引导至所述主梁的下表面，所述第一导流面与所述第二导流面中至少一个上设有所述进风口。

在其中一个实施例中，所述调节结构包括间隔装设在所述主梁上的第一调节件与第二调节件，所述第一调节件与所述第二调节件连接，且成夹角设置，所述第一调节件、所述第一调节件及所述主梁围合形成所述调节腔，所述第一导流面设置于所述第一调节件上，所述第二导流件设置于所述第二调节件上。

在其中一个实施例中，所述桥梁涡振的气动调节构造还包括扰流结构，所述扰流结构装设在所述主梁的上表面上，所述扰流结构用于对所述主梁的上表面的气流进行干扰。

在其中一个实施例中，所述扰流结构包括支护架与第二扰流件，所述第二扰流件可转动装设在所述支护架上。