[实用新型]风洞中模拟斜风试验条件的桥梁刚性节段模型测振装置

说明书

一种风洞中模拟斜风试验条件的桥梁刚性节段模型测振装置，采用桥梁刚性节段模型的两个端面与风向及风洞侧壁平行；桥梁刚性节段模型通过第一轻质高强细绳与第一线性拉伸弹簧下端连接，第一线性拉伸弹簧上端通过强力吸盘固定在风洞顶板；桥梁刚性节段模型通过第二轻质高强细绳与第二线性拉伸弹簧上端连接，第二线性拉伸弹簧下端通过强力吸盘固定在风洞底板。本装置的优点：风偏角调整更为简便易行；无需制作专门支架；对风洞无损伤；取消模型端部横向吊臂及吊臂与模型之间的连接装置，既消除了吊臂对模型气动荷载的影响，又降低了模型制作难度；模型悬吊位置根据需要选取，降低了模型刚度要求和设计难度；装置总体造价更低，更为实用。

技术领域

本实用新型涉及一种在风洞中模拟斜风试验条件的桥梁刚性节段模型测振装置，是一种可以方便地安装模型、调节风偏角的自由振动风洞试验装置，具体涉及到通过桥梁刚性节段模型、轻质高强细绳、线性拉伸弹簧和强力吸盘构成的测振系统，由于采用一种新的吊装方式，即采用强力吸盘可以非常方便地调整模型相对风向的姿态，以满足不同风偏角试验条件。相比于传统斜风内支架桥梁测振试验装置，本装置优势包括：风偏角调整更为简便；无需专门测振支架；不会对风洞造成任何损伤；无需端部横向吊臂及连接装置，既消除了气动干扰，模型制作也更为简单；模型悬吊位置不必局限在端部，两端可以有部分对称悬臂，减小了跨度，模型设计制作的刚度要求更低；装置总体造价更低，省时省力，更为实用。

背景技术

桥梁主梁刚性模型风洞试验是研究大跨桥梁抗风性能的重要手段，相比于全桥气弹模型风洞试验，节段模型试验具备较好的便利性和经济性，是研究桥梁风致振动(驰振、颤振、抖振、涡激振动)的一种重要方法。传统风洞试验研究主要基于正交风假定，即认为来流风向与桥轴线垂直时为最不利工况。然而，相关现场实测数据表明风向经常偏离桥轴线的法向，即风向并非与桥轴线垂直，并且大跨桥梁在设计时也会尽量规避主导风向。相关研究结果表明，斜风作用下的桥梁响应可能比同等风速的法向风作用下的响应更大。然而，目前桥梁斜风效应研究相对较少，试验研究方法及装置发展也较为滞后。

桥梁刚性模型弹簧悬挂测振系统分为内支架和外支架两种。由于风洞来流风向不变，对于外支架弹簧悬挂系统而言，若要满足斜风条件，则必须对风洞壁开孔，以实现弹簧悬挂系统倾斜放置，且不同倾斜角度，开孔的位置也不同。另外，弹簧吊点位置需要跟随倾斜角大小做相应调整，实施难度很大，所以这种方案一般仅用于常规正交风试验条件，而难以用于斜风试验条件。因此，斜风条件下的桥梁节段模型试验装置传统为内支架形式。其问题包括：风偏角调节费时费力，且一般难以实现连续调节；置于风洞内的支架会干扰流场；弹簧吊点局部构造通常采用焊接或栓接，必然对风洞造成一些破坏；连接模型与弹簧的吊臂局部构造复杂，且会影响模型的气动外形，造成试验误差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对风洞中在斜风条件下桥梁刚性节段模型测振试验需求，提供了一种可以方便地安装模型、调节风偏角、对风洞无任何损伤、且对流场干扰小的自由振动试验装置。该装置包括桥梁刚性节段模型、轻质高强细绳、线性拉伸弹簧和强力吸盘。

本实用新型的技术方案：