[實用新型]一種斜拉索風致振動的自吸氣自吹氣減振裝置

有效

• 申請號: 201420204958.8
• 申請日: 2014-04-16
• 公開（公告）號: CN203768813U
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 歐進萍;陳文禮;李惠
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: E01D19/16
• 分類號: E01D19/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及橋梁結構風致振動控制技術，具體涉及一種斜拉索風致振動的自吸氣自吹氣減振裝置。

背景技術

隨著跨度的增加，其橋塔尺寸也越來越大。對于大跨度懸索橋而言，很多鋼筋混凝土橋塔截面尺寸可達20-30米，風致繞流場的范圍可達數倍橋塔截面尺寸，因此橋塔兩側附近的斜拉索處于其鈍體繞流場內，易受到橋塔的風致干擾。風經過橋塔之后會在其周圍形成繞流場，繞流場脈動風速的頻率可由公式f_v＝St·U/D得到，式中St對于方柱可取0.15，U為來流風速，D為橋塔在來流垂直方向的投影。由于鋼筋混凝土橋塔截面尺寸很大，風經過橋塔之后的脈動風速頻率大大降低，接近于斜拉索的前幾階自振頻率，使得斜拉索在橋塔鈍體繞流場內易發生大幅值風致振動。對于大跨度懸索橋斜拉索而言，臺風來臨時，風速一般在20-50m/s。在此風速段，斜拉索處于橋塔鈍體繞流場內極易發生大幅值風致振動，易造成斜拉索的疲勞損傷和錨固系統的損壞。對于斜拉索成對布置時，還易發生成對斜拉索之間的相互碰撞，從而破壞斜拉索表面的防腐層，加快斜拉索的腐蝕破壞過程，同時也會給過往車輛造成恐慌。大跨度橋梁橋塔鈍體繞流場內的斜拉索振動目前是一個新的振動類型，研究其控制方法，減小其振動，對于大跨度及超大跨度橋梁的設計、建造、使用及安全評定具有重要的意義。

目前，斜拉索風致振動的控制主要通過阻尼器等機械裝置來實現，但結果并不理想，其原因是目前阻尼器并不是按照斜拉索多模態振動來設計，而且阻尼器不能從根本上減小斜拉索的風荷載，其振動的根源并沒有被消除。若能從根本上消除風荷載，使斜拉索隔離于風場之外則能達到較好的控制效果。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種斜拉索風致振動的自吸氣自吹氣減振裝置。

本實用新型所采用的技術如下：

一種斜拉索風致振動的自吸氣自吹氣減振裝置，包括多個圓形空心套環，多個圓形空心套環按一定間隔緊固在斜拉索上，每個圓形空心套環的迎風面開有多個進氣孔，其背風面對稱開有多個出氣孔。

另外一種斜拉索風致振動的自吸氣自吹氣減振裝置，包括螺旋形的空心套環，螺旋形的空心套環緊固纏繞在斜拉索上，螺旋形的空心套環的迎風面開有多個進氣孔，其背風面對稱開有多個出氣孔。

一種斜拉索橋梁，在其斜拉索上安裝有如上所述的兩種斜拉索風致振動的自吸氣自吹氣減振裝置或其中一種。

來流通過進氣孔進入中空的套環內部并穿過套環從出氣孔噴出。通過背風面出氣孔噴出的氣流打破尾流中的旋渦，阻止尾流形成交替脫落的旋渦，從而極大地減小斜拉索表面的脈動壓力，大幅度降低斜拉索表面的升力。由于尾流無法形成交替脫落的旋渦也在一定程度上減小了尾流的寬度，使得斜拉索表面的阻力也得到了一定程度的降低。與此同時，套環組合起來，改變了斜拉索表面形狀，可以在一定程度上阻止斜拉索表面水線的形成，從而阻止斜拉索風雨激振的發生。

附圖說明

圖1橋梁結構斜拉索圓形自吸氣自吹氣控制套環示意圖；

圖2橋梁結構斜拉索螺旋線自吸氣自吹氣控制套環示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖舉例對本實用新型作進一步說明。

實施例1

結合圖1，一種斜拉索風致振動的自吸氣自吹氣減振裝置，包括多個圓形空心套環，多個圓形空心套環按一定間隔緊固在斜拉索1上，每個圓形空心套環的迎風面開有多個進氣孔2，其背風面對稱開有多個出氣孔3。

實施例2

結合圖2，另外一種斜拉索風致振動的自吸氣自吹氣減振裝置，包括螺旋形的空心套環，螺旋形的空心套環緊固纏繞在斜拉索1上，螺旋形的空心套環的迎風面開有多個進氣孔2，其背風面對稱開有多個出氣孔3。

實施例3

減振工作流程如下：

(1)通過套環出氣孔噴出的氣流，打破尾流中交替產生的旋渦，阻止尾流漩渦形成；

(2)套環安裝在斜拉索表面改變了斜拉索表面形式，可減小斜拉索所受氣動力。

本實用新型橋梁結構斜拉索減振防護裝置由減振套環、進氣孔及出氣孔組成，通過套環出氣孔噴出的氣流，打破尾流中交替產生的漩渦，阻止尾流漩渦形成，同時改變斜拉索表面形式，在一定程度上減小了斜拉索表面的氣動力。結構簡單，能夠很好地減小橋梁斜拉索的風致振動。