[發明專利]測定懸索管道橋在紊流風場中氣動力相關性的試驗方法

有效

• 申請號: 201611054550.7
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN106768787B
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 李國輝;王文進;馬存明;左雷斌;馬曉成;李明水;鐵明亮;楊春玲;張文偉;黃麗
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油管道局工程有限公司;中國石油管道局工程有限公司設計分公司
• 主分類號: G01M9/00
• 分類號: G01M9/00
• 代理公司: 北京君泊知識產權代理有限公司 11496
• 代理人: 王程遠;胡玉章

本發明涉及一種測定懸索管道橋在紊流風場中氣動力相關性的試驗方法，包括以下步驟：制作管道橋節段模型，沿每個模型下部分管道壁內的中心位置設置找平墊塊；制作固定支架，所述固定支架包括一個橫梁和位于橫梁兩端的立柱；制作固定墊塊；將固定有測力天平和固定墊塊的若干個管道橋節段模型與固定支架依次連接；在風洞中設置紊流風場和兩個風速儀，兩個風速儀以不同間距分別測定紊流風場的特性；將管道橋節段模型放置于風洞中，變換兩個固定有測力天平的管道橋節段模型的位置，分別測定所述管道橋節段模型的氣動力，并根據試驗結果分析得出紊流風場以及氣動力的相關性。本發明使得懸索管道橋在風場中氣動力相關性的模擬精度得到了極大的提高。

技術領域

本發明涉及一種測定懸索管道橋在紊流風場中氣動力相關性的試驗方法，屬于懸索管道橋在紊流風場中的氣動力特性研究領域。

背景技術

懸索管道橋相比于公路懸索橋其主梁截面較窄，對風荷載的作用非常敏感。目前在懸索管道橋的抗風特性研究中，關于其靜力特性的研究較多，而對于其動力特性的研究相對較少。懸索管道橋在風荷載作用下的動力作用主要有顫振、馳振、抖振和渦激振動等。其中，抖振主要由風速中的脈動成分引起。當前國內外的研究中多以均勻流作用下橋梁的受力特性為主，而實際在自然界中，橋梁所受到的風均是含有脈動成分的紊流風。因此，對懸索管道橋在紊流風作用下進行受力分析很有必要。

通常進行橋梁氣動力試驗研究時，需要設置一個剛度非常大的固定支架用來固定模型和測力天平。固定支架多架設在模型下方，由于要保證固定支架的剛度，通常固定支架的尺寸都設計的較大，這樣會嚴重影響到模型下部的氣流狀態，從而導致試驗結果不能反應真實情況。

發明內容

為了解決這一問題，本發明的目的在于提供一種測定懸索管道橋在紊流風場中氣動力相關性的試驗方法。本發明根據懸索管道橋的結構特點，其主梁斷面中，管道占據了相當大的比重，管道內部中空，可以利用這部分空間來設置固定支架使得支架包裹在管道內部而不會改變管道橋在風場中的繞流特性。從而使得試驗結果更加符合管道橋在紊流風場中的真實受力情況。本發明適用于懸索管道橋在風洞中的氣動力相關性試驗，為懸索管道橋的抗風設計提供有力的試驗技術支撐。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種測定懸索管道橋在紊流風場中氣動力相關性的試驗方法，包括以下步驟：

步驟1，制作若干個相同的管道橋節段模型，并沿每個管道橋節段模型的管道部分的中軸線將所述管道橋節段模型切分為模型上部分和模型下部分，沿每個模型下部分管道壁內的中心位置設置找平墊塊；

步驟2，制作用于在風洞中固定所述管道橋節段模型的固定支架，所述固定支架包括一個橫梁和位于橫梁兩端的立柱，所述立柱的頂端連接所述橫梁，所述立柱的底端固定在地面上；

步驟3，將兩個測力天平上下分別固定上墊片A和下墊片A；

步驟4，制作用于連接管道橋節段模型和固定支架的若干個固定墊塊；

步驟5，將固定有上墊片A和下墊片A的測力天平與其中兩個模型下部分內的找平墊片固定在一起，再將固定墊塊與其余模型下部分內的找平墊片固定在一起；

步驟6，將固定有測力天平和固定墊塊的若干個管道橋節段模型與固定支架沿橫梁的長度方向依次連接，其中，所述固定支架的橫梁穿過依次連接的若干個管道橋節段模型的管道部分內部；

步驟7，在風洞中設置紊流風場，在紊流風場中設置兩個風速儀，所述兩個風速儀以不同間距分別測定紊流風場的特性；

步驟8，將固定在固定支架上的管道橋節段模型放置于風洞中，根據試驗工況變換兩個固定有測力天平的管道橋節段模型的位置，分別測定所述管道橋節段模型的氣動力，其中兩個固定有測力天平的管道橋節段模型的相對位置為試驗工況的變化參數，并根據試驗結果分析得出紊流風場以及氣動力的相關性。