[發明專利]一種用于矩形鋼箱梁橋梁渦振控制的風嘴結構

有效

• 申請號: 201911357795.0
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN110886198B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 廖海黎;寧伯偉;王騎;石建華;李明水;李龍安;董佳慧;李世文;張巨生;方緒鐲;龔佳琛
• 申請（專利權）人: 西南交通大學;中鐵大橋勘測設計院集團有限公司;武九鐵路客運專線湖北有限責任公司
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00;E01D2/04;E01D11/04
• 代理公司: 上海震亞律師事務所 31403
• 代理人: 李秀蘭

本發明公開了一種用于矩形鋼箱梁橋梁渦振控制的風嘴結構包括風嘴殼體單元；風嘴殼體單元包括依次連接的殼體頂板、上斜板和下斜板；殼體頂板、上斜板、下斜板與矩形鋼箱梁橋梁上的鋼箱梁底板、鋼箱梁腹板和鋼箱梁頂板圍合成橫截面為多邊形的空腔結構；殼體頂板與上斜板之間的夾角和下斜板與鋼箱梁底板之間的夾角均為鈍角；上斜板和下斜板之間的夾角的頂點距鋼箱梁頂板的距離大于距鋼箱梁底板的距離。本發明所涉及的風嘴結構可以有效地抑制矩形鋼箱梁橋梁渦振振幅，提高行車舒適性和安全性，并且有利于延長橋梁的使用壽命。

技術領域

本發明屬于橋梁工程領域，具體涉及到一種用于矩形鋼箱梁橋梁渦振控制的風嘴結構。

背景技術

鋼箱梁，一般由頂板、底板、腹板、和鋼箱梁內部的橫隔板、縱隔板及加勁肋等通過全焊接的方式連接而成，因其自重輕，抗扭剛度好等特點被廣泛應用于大跨度斜拉橋和懸索橋，但由于矩形鋼箱梁為鈍體斷面，氣動性能差，易產生渦激振動響應。渦激振動雖不會像顫振、馳振一樣使橋梁出現毀滅性的破壞，但會影響行車舒適性，并且加速橋梁構件的疲勞從而影響橋梁的運營安全。

發明內容

鑒于矩形鋼箱梁橋梁易發生渦激振動的問題，本發明提供了一種用于矩形鋼箱梁橋梁渦振控制的風嘴結構，主要應用于斜拉橋的矩形鋼箱梁上，可以有效削弱甚至消除矩形鋼箱梁的渦振振幅，為行車安全性和舒適性提供保障，同時施工便利，經濟實用。

為解決上述技術問題，本發明是通過以下設計流程與技術手段實現的：

一種用于矩形鋼箱梁橋梁渦振控制的風嘴結構包括風嘴殼體單元；風嘴殼體單元包括依次連接的殼體頂板、上斜板和下斜板；殼體頂板、上斜板、下斜板與矩形鋼箱梁橋梁上的鋼箱梁底板、鋼箱梁腹板和鋼箱梁頂板圍合成橫截面為多邊形的空腔結構；殼體頂板與上斜板之間的夾角和下斜板與鋼箱梁底板之間的夾角均為鈍角；上斜板和下斜板之間的夾角的頂點距鋼箱梁頂板的距離大于距鋼箱梁底板的距離。

進一步地，上斜板的寬度為300cm到400cm；下斜板的寬度為300cm到400cm。本發明中出現的寬度均是指與順橋方向垂直切割的橫截面上所對應的部件的長度。

進一步地，上斜板和下斜板之間的夾角為75°到85°。

具體地，殼體頂板的寬度為76cm；上斜板和下斜板之間的夾角為80°，且該夾角的頂點距離鋼箱梁頂板279cm，距離鋼箱梁底板168cm。殼體頂板、上斜板和下斜板的厚度均為8mm。

進一步地，多邊形為五邊形；殼體頂板與鋼箱梁頂板位于同一直線上共同構成五邊形的一條邊。

進一步地，風嘴殼體單元還包括第一橫隔板；第一橫隔板設置在空腔結構中；第一橫隔板與多邊形的邊均連接。第一橫隔板為風嘴結構內部的橫隔板，為與鋼箱梁內部的橫隔板區分，避免混淆，在本發明中統一將風嘴結構內部的橫隔板稱為第一橫隔板；鋼箱梁內部的橫隔板稱為第二橫隔板。

進一步地，第一橫隔板與多邊形的邊垂直連接。具體地，第一橫隔板的位置與鋼箱梁內部的橫隔板的位置對應，如圖3所示。

在一個具體實施方式中，多邊形為五邊形；殼體頂板與鋼箱梁頂板位于同一直線上共同構成五邊形的一條邊；第一橫隔板上設置有四邊形空洞；四邊形空洞的邊對應地與除鋼箱梁底板形成的邊外的五邊形的邊平行，且距離為40cm到70cm。具體地，四邊形空洞距鋼箱梁腹板60cm，距殼體頂板、上斜板和下斜板的距離均為50cm。四邊形空洞的四角被設置為倒圓。

進一步地，風嘴殼體單元還包括垂直且順橋向設置在多邊形的邊的內側的肋板；第一橫隔板上設置有空隙；肋板垂直穿過空隙。具體地，肋板垂直且順橋向設置在殼體頂板、上斜板、下斜板、鋼箱梁頂板和鋼箱梁腹板的內表面。殼體頂板、上斜板、下斜板、鋼箱梁頂板和鋼箱梁腹板的內表面是指朝向多邊形內的表面。

進一步地，風嘴殼體單元的數量為2n個，n≥1，且沿橋梁方向通長對稱分置在矩形鋼箱梁橋梁的兩側，即每側設置n個風嘴殼體單元。