本发明涉及桥梁技术领域，特别是涉及一种用于开槽箱梁桥的可旋转叶片导流装置。
背景技术：
随着大跨度桥梁跨度的不断提高，桥梁的抗风稳定性问题越来越突出。桥梁断面中央开槽作为一种能够有效提高结构颤振稳定性能的控制措施，在工程实际中得到越来越多的应用，但随之而来的问题也出现了：大跨度中央开槽箱型桥梁在风速不大时，会出现“涡激共振”现象，并产生较大的“涡激共振”振幅，对桥梁正常运行和行车舒适性造成较大影响。中央开槽处的气流流动特性对“涡激共振”的影响是不可忽略的，为抑制桥梁“涡激共振”的产生或降低其振幅，并能保持其良好的颤振性能，可考虑在桥梁上设置适当的扰涡装置。
现有技术中用于解决桥梁“涡激共振”的气动控制方式有很多，如：
申请号为201621413540.3的实用新型公开了一种用于分离式双箱梁桥梁涡振控制的风嘴结构，所述风嘴结构的横截面主要由一个梯形和一个三角形组成，梯形下底与桥梁主梁连接，梯形上底与三角形的最短边连接。作为本实用新型的进一步改进，所述三角形为直角三角形，直角三角形的斜边位于长直角边的下方。更进一步的，所述风嘴结构由薄壁钢箱构成。
申请号为200920113878.0的实用新型专利公开一种用于分体式箱梁桥梁涡振控制的导流板装置，中央槽两侧分别设置左右对称的导流板，且导流板的位置处于斜腹板和底板下方，导流板由水平板、斜向板和支撑块构成；水平板设置在底板下方，其与底板平行并通过支撑块与底板连接，与水平板相连的斜向板设置在斜腹板下方并与斜腹板平行。
申请号为201320828934.5的实用新型专利公开一种用于桥梁涡激振动控制的抑振板，其包括下立柱和上立柱，在桥体的边梁上沿桥向均布有若干呈弧形的下立柱，每个下立柱上均固定有上立柱，任意两相邻的下立柱之间安装有圆管和钢条形成检修道栏杆；任意两相邻的上立柱之间安装有多排半椭圆形的钢障条。
申请号为201610391215.x发明申请公开一种利用垂直轴风机对大跨度桥梁进行涡振控制的方法，具体是：在桥梁的主梁底部设置垂直轴风机，利用垂直轴风机在来流风作用旋转后产生的水平尾流打乱主梁断面规则的漩涡脱落。
除此之外，还有别的用于解决“涡激共振”的方式，但目前的方式或多或少存在以下缺陷：(1)可能会影响桥上行走或行驶的视野；(2)装置导流形式相对固定，对已建桥梁的实际风致振动的变化缺乏可调性或可控性；(3)装置连接方式不够牢固，易被破坏，使用寿命短。
因此，迫切需要设计一种能够大幅度减小“涡激共振”的影响、不会影响桥上行走或行驶视野、在实际运营中具有较好可调性或可控性以及使用寿命长的装置以解决现有技术中存在的问题。
技术实现要素：
本发明提供一种能够大幅度减小“涡激共振”的影响、不会影响桥上行走或行驶视野、在实际运营中具有较好可调性或可控性以及使用寿命长的用于开槽箱梁桥的可旋转叶片导流装置，具体技术方案如下：
一种用于开槽箱梁桥的可旋转叶片导流装置，包括一个叶片导流单件或者至少两个并列设置的叶片导流单件；
所述叶片导流单件包括导流叶片组、转轴组以及转动动力源，所述导流叶片组包括至少一片导流叶片；所述转轴组包括至少一根用于带动所述导流叶片进行旋转的转动轴；所述转动动力源为所述转轴组中的转动轴提供转动动力。
以上技术方案中优选的，所述叶片导流单件还包括边框，所述边框为多边形框架结构，所述导流叶片组位于所述边框的空腔中，且所述导流叶片组中的导流叶片通过所述转动轴活动设置在所述边框上。
以上技术方案中优选的，所述导流叶片组包括至少两片导流叶片，所述转轴组包括与所述导流叶片一一对应设置的转动轴；所述导流叶片的长度方向和所述旋转轴的轴向方向均与桥梁的纵轴方向平行设置；
相邻两片所述导流叶片之间的最小间距为1-10毫米。
以上技术方案中优选的，多个所述导流叶片在所述边框内并列设置，位于端部的两片所述导流叶片到所述边框的内壁之间的最小距离为1-10毫米。
以上技术方案中优选的，所述转动动力源包括传动皮带以及控制所述传动皮带进行动作的控制部件；
所有所述转动轴均与所述传动皮带连接，通过所述传动皮带的传动带动所述转动轴进行旋转，进而带动所述导流叶片同步旋转。
以上技术方案中优选的，所述控制部件为plc控制器；
所述传动皮带中与所述转动轴相接触的工作面上设有多个凸台，所述转动轴沿其圆周方向设有多个与所述凸台相匹配的卡槽。
以上技术方案中优选的，还包括用于感应风速变化的风速测量装置，所述风速测量装置位于桥梁的迎风处。
以上技术方案中优选的，所述风速测量装置为风速感应器，所述风速感应器与所述控制部件连接。
以上技术方案中优选的，桥梁每一开槽处设置一个或多个叶片导流单件。
应用本发明的技术方案，效果是：
1、不会影响桥上行走或行驶视野，具体是：本发明的可旋转叶片导流装置安装在开槽箱梁桥的开槽处，安装和拆卸方便，且不会影响桥上行走或行驶视野。
2、在实际运营中具有较好可调性或可控性，具体是：叶片导流单件包括导流叶片组、转轴组以及转动动力源，通过转轴组合转动动力源的组合，可以实现导流叶片的同步旋转，对导流叶片的旋转角度和旋转角速度进行控制，满足不同应用环境下(尤其是不同风力条件)的需求，并在实际运营中进行适当调整优化，在实际运营中具有较好可调性或可控性，提高其适应性。
3、使用寿命长，具体是：本发明中整个叶片导流单件采用模块化结构，既能实现便于安装和拆卸，又能大大增强结构的稳固性，延长其使用寿命；边框的设计，用于使导流叶片等部件组装形成整体并便于安装在桥梁中央开槽处，更加强化叶片导流单件的结构稳定性，且通过将边框和桥梁采用连接件进行固定，即可实现整个叶片导流单件和桥梁的固定，方便安装和拆卸。
4、能够大幅度减小“涡激共振”的影响，具体是：本发明中导流叶片组包括至少两片导流叶片，所述转轴组包括与所述导流叶片一一对应设置的转动轴；所述导流叶片的长度方向和所述旋转轴的轴向方向均与桥梁的纵轴方向平行设置。导流叶片和旋转轴的数量选择以及设置方式，既能确保旋转轴很好地带动导流叶片进行旋转，又能利用导流叶片的“导流”和“切割”作用改善中央开槽处的流体流动特性，满足避免在槽中央处和尾流处形成大的气流旋涡以及使气流得到“疏通”和“重分布”的双重作用，既保证其抑制“涡激共振”的效果，也能保持甚至提高其颤振性能。相邻两片所述导流叶片之间的最小间距为1-10毫米(优选2-5毫米)，确保多片导流叶片能够尽量满足闭合状态时不透风以及自由进行旋转的需求。
5、本发明中所述转动动力源包括传动皮带以及控制所述传动皮带进行动作的控制部件，所有所述转动轴均与所述传动皮带连接。通过所述传动皮带的传动带动所述转动轴进行旋转，进而带动所述导流叶片同步旋转；所述控制部件为plc控制器，便于控制。传动皮带上设有多个凸台，所述转动轴沿其圆周方向设有多个卡槽，便于传送皮带和转动轴的匹配，满足传动需求。
6、本发明中还包括用于感应风速变化的风速测量装置，所述风速测量装置位于桥梁的迎风处。风速测量装置的设置，便于检测桥梁所处环境的风速，便于对叶片导流单件中导流叶片的旋转角度的控制，实用性强。风速测量装置为风速感应器，所述风速感应器与所述控制部件连接，便于实现自动化检测和控制。
附图说明
图1为本发明实施例1中用于开槽箱梁桥的可旋转叶片导流装置的整体结构示意图；
图2为图1中叶片导流单件的整体结构示意图；
图3为图2中的叶片导流单件在导流叶片旋转90°时的左视图；
图4为图1中传动皮带和转动轴之间的连接关系局部图；
图5为未安装本发明实施例时的速度矢量图；
图6为未安装本发明实施例时的涡量图；
图7为实施例1在10m/s风速下导流叶片旋转90°的速度矢量图；
图8为实施例1在10m/s风速下导流叶片旋转90°的涡量图；
图9为实施例1在10m/s风速下导流叶片旋转45°的速度矢量图；
图10为实施例1在10m/s风速下导流叶片旋转45°的涡量图；
其中：1、叶片导流单件，1.1、导流叶片组，1.11、导流叶片，1.2、转轴组，1.21、转动轴,1.3、转动动力源，1.31、传送皮带，1.32、控制部件，1.4、边框，2、风速测量装置，3、桥梁；a、凸台，b、卡槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1：
一种用于开槽箱梁桥的可旋转叶片导流装置，详见图1-图4，包括多个在各开槽处并列设置的叶片导流单件1以及风速测量装置2，图1中示意出八个，且相邻两个叶片导流单件1均为相互独立设置。
所述叶片导流单件1的结构详见图2-图4，具体包括导流叶片组1.1、转轴组1.2、转动动力源1.3以及边框1.4，详情如下：
所述导流叶片组1.1包括多片导流叶片1.11(图2和图3中均示意了十二片)，多个所述导流叶片1.11并列设置(此处可采用由左至右方式布置)，相邻两片所述导流叶片1.11之间的最小间距为1-10毫米，优选2-5毫米；位于端部(此处可为最左端和最右端)的两片所述导流叶片1.11到所述边框1.4的内壁之间的最小距离为1-10毫米。确保多片导流叶片能够尽量满足闭合状态时不透风以及自由进行旋转的需求。
所述转轴组1.2包括十二根用于带动所述导流叶片1.11进行旋转的转动轴1.21，转动轴和导流叶片一一对应设置，导流叶片1.11通过转动轴1.21活动设置在所述边框1.4上(导流叶片可以在正负九十度(-90°至+90°)范围内旋转，从而改变开槽处的流态和漩涡脱落结构，通过一定的角度优化，从而起到气动控制效果)。
所述转动动力源1.3为所述转轴组1.2中的转动轴1.21提供转动动力，其包括传动皮带1.31以及控制所述传动皮带1.31进行动作的控制部件1.32，所有所述转动轴1.21均与所述传动皮带1.31连接，通过所述传动皮带1.31的传动带动所述转动轴1.21进行旋转，进而带动所述导流叶片1.11同步旋转。所述控制部件1.32优选plc控制器。所述传动皮带和转动轴之间的匹配方式有多种，此处优选：所述传动皮带1.31中与所述转动轴1.21相接触的工作面上设有多个凸台a，所述转动轴1.21沿其圆周方向设有多个与所述凸台a相匹配的卡槽b，结构精简，且能够很好地实现传动。
所述边框1.4采用多边形框架结构(此处优选四边形结构)，所述导流叶片组1.1位于所述边框1.4的空腔中。
所述导流叶片1.11的长度方向和所述旋转轴1.21的轴向方向均与桥梁的纵轴方向平行设置；所述边框通过可拆卸连接件与桥梁相连，便于安装和拆卸。优选：所述边框1.4的长度和宽度可随中央开槽的大小适当选择，所述边框1.4的高度大于导流叶片的宽度小于桥梁中央开槽处的高度。
所述风速测量装置2优选风速感应器，所述风速感应器与所述控制部件1.32连接。所述风速测量装置2位于桥梁的迎风处，安装位置可根据实际需求进行选择。
应用本实施例的用于开槽箱梁桥的可旋转叶片导流装置，具体是：根据风速感应器感应的风速大小来确定导流片的旋转角度，从而改变中央开槽处的流体流动特性。当风速不大时，可使导流叶片旋转至最优角度，可以阻隔并分割槽中央上下气流的相互流动，从而不会在槽中央处形成大的旋涡，可以降低“涡激共振”振幅；当风速较大时，风速接近颤振临界风速，导流叶片旋转角度绝对值宜为45°-90°，使透风率较大，便于中央开槽处的气流“疏散”，从而保证较高的颤振临界风速。
本发明适用于大跨度桥梁中央开槽的桥梁断面。通过调节导流叶片的旋转角度既可以降低大跨度桥梁中央开槽的“涡激共振”振幅，又不降低桥梁的颤振临界风速。
如图5和图6所示，当桥梁开槽处未安装叶片导流装置时，桥梁的漩涡脱落较明显且开槽处的涡脱能量显著。如图7-图10所示，当桥梁开槽处安装叶片导流装置时，无论叶片旋转45°还是90°都可减弱桥梁尾流的漩涡脱落的规律性，并使涡脱能量减弱，在90°时尤其明显。
应用本实施例的技术方案，效果是：叶片导流单件置于桥梁的开槽处，不影响运营的视觉需求；叶片导流单件的转轴组由转动动力源控制转动，从而带动导流叶片组实现同步旋转，对导流叶片的旋转角度和旋转角速度进行控制，可以改善中央开槽处的气流流动特性，满足在抑制涡振的同时不影响桥梁的颤振性能的需求；导流叶片的转动角度可实时进行适当调整优化，在实际运营中具有较好可调性或可控性，提高其适应性。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。