一种能够抑制风致振动的刚性吊杆的制作方法

1.本发明属于桥梁及建筑结构抗风技术领域，具体涉及一种能够抑制风致振动的刚性吊杆。


背景技术：

2.随着现代桥梁跨径不断增大、桥梁形式越来越轻柔，桥梁结构中一些关键细部结构也在不断增大长细比。如拱桥的吊杆、钢桁架桥的杆件、悬索桥的吊索、斜拉桥的斜拉索等，吊杆作为钢桁拱桥的关键传力构件，一般都具有大长细比、小阻尼的特点，这导致吊杆对风的作用特别敏感，可能在设计基准风速内发生有害风致振动，进而破坏失效。所以对于实际工程中的细长吊杆，需要设计风洞试验来检验其抗风性能，必要时还要采取相应措施来抑制吊杆的风致振动。
3.近年来，我国的钢桁架拱桥发展迅速，其吊杆形式也逐渐多样化，其中h型截面和箱型截面由于具有制造和养护较为方便的特点，应用较为普遍。但是，h型和箱型这类具有明显钝体断面性质的截面，对风的作用非常敏感，很可能在常遇风速下就发生涡激振动，甚至发生破坏性极大的驰振，引起吊杆损坏进而引起桥梁垮塌。我国九江长江大桥就发生了类似事件，该桥拱部的h型截面钢吊杆在低风速下出现了涡振现象，当风力增大到七级时，其弯曲最大振幅达到70mm。针对h型截面杆件较差的风致稳定性，大桥采用了新型tmd装置，大幅度增加了结构阻尼，将抑振倍率提升了20-25倍，但是其经济性较差，且对桥梁的全寿命周期来讲，需要运营期间养护维修，增加了运维成本。与开口形式的h型截面相比，闭口形式的箱型截面拥有更大的抗扭刚度，所以其抗扭转风振的性能较为优越，但箱型截面吊杆在设计风速下仍然存在着涡激共振和驰振问题。而目前，吊杆的截面气动性能研究大多针对于h型截面杆件，对于同样常见的箱型截面，其风振特性方面的研究较少。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种能够抑制风致振动的刚性吊杆，以解决现有技术中存在的箱型结构吊杆在设计风速下的涡激共振和驰振问题。
5.为实现上述目的，本发明所采用的的技术方案为：
6.一种能够抑制风致振动的刚性吊杆，包括吊杆1、导流板2和连接板3；所述吊杆1为带倒角的箱型结构吊杆；所述的导流板2通过多个连接板3设置在吊杆1的倒角处，箱型结构吊杆的四个倒角柱面外均设置导流板2。
7.上述的导流板2为弧形结构。
8.上述的多个连接板3均匀设置在吊杆1的倒角处。
9.上述的箱形结构吊杆1的横截面为带倒角的正方形或长方形。
10.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
11.本发明提供的能够抑制风致振动的刚性吊杆，主要包括带倒角的箱型结构吊杆，以及与吊杆相连的导流板，吊杆采用矩形带倒角的箱型截面，能够提高吊杆驰振稳定性，对
涡激振动也有较好的抑制作用。安装导流板之后，吊杆气动性能得到改善，在驰振检验风速内未出现驰振现象，涡振振幅也大幅度降低。且作为主体工程的一部分，吊杆仅需和主体结构一同养护维修，降低了桥梁运维成本。
附图说明
12.图1为吊杆的结构示意图；
13.图2为吊杆的截面结构示意图，其中(a)为正方形截面，(b)为长方形截面；
14.图3为吊杆的导流板结构示意图。
15.图4为吊杆横桥向来流的试验结果数据折线图。
16.图中，1-吊杆；2-导流板；3-连接板。
具体实施方式
17.下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述：
18.本发明以箱型结构吊杆为基础，对箱形截面进行倒角处理后，并在四面增设圆弧导流板，具有较好的抑振作用，综合提升吊杆的抗涡振性能与抗驰振性能，且作为主体工程的一部分，仅需和主体结构一同养护维修，降低了桥梁运维成本。
19.如图1，图2，图3所示，本发明公开了一种能够抑制风致振动的刚性吊杆，包括吊杆1、导流板2和连接板3，所述吊杆1选用带倒角的箱型结构吊杆；所述的导流板2通过多个连接板3设置在吊杆1的倒角处，箱型结构吊杆的四个倒角柱面外均设置导流板2。
20.上述的导流板2为弧形结构。
21.上述的多个连接板3均匀设置在吊杆1的倒角处。
22.上述的箱形结构的吊杆1的横截面为带倒角的正方形或长方形。
23.具体应用时，导流板的规格参数可根据实际吊杆的截面大小作出适应性调整，包括每组的安装间隔，连接板的间距。施工时，正常安装吊杆后，将导流板吊起焊接或以其他可选的固定方式固定在吊杆相应部位上即可。
24.实施例1：
25.如图2(a)，其中选用的吊杆的截面为正方形，边长：1000mm，对其进行倒角处理后安装导流板，导流板内径为320cm，厚度为6mm，弧长为311mm。导流板通过间距为1m的连接板与吊杆在倒角处相焊接。
26.实施例2：
27.如图2(b)，其中选用的吊杆的截面为长方形，长：1000mm，宽：800mm，对其进行倒角处理后安装导流板，导流板内径为300cm，厚度为6mm，弧长为314mm。导流板通过间距为1m的连接板与吊杆在倒角处相焊接。
28.实验数据：
29.选用两种不同的直径的导流板，进行吊杆横桥向来流的试验，只考虑施加导流板的措施，其中导流板a1半径3.1cm，实桥中半径为24.8cm，导流板a2半径为4cm，实桥中半径为32cm。实验结果如图4所示，对吊杆横桥向来流，导流板a1和导流板a2均能有效提高吊杆的驰振临界风速，且导流板a2的效果更好。
30.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人
员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种能够抑制风致振动的刚性吊杆，其特征在于：包括吊杆（1）、导流板（2）和连接板（3）；所述吊杆（1）为带倒角的箱型结构吊杆；所述的导流板（2）通过多个连接板（3）设置在吊杆（1）的倒角处，箱型结构吊杆的四个倒角柱面外均设置有导流板（2）。2.根据权利要求1所述的一种能够抑制风致振动的刚性吊杆，其特征在于：所述的导流板（2）为弧形结构。3.根据权利要求1所述的一种能够抑制风致振动的刚性吊杆，其特征在于：所述的多个连接板（3）均匀设置在吊杆（1）的倒角处。4.根据权利要求1所述的一种能够抑制风致振动的刚性吊杆，其特征在于：所述的箱形结构吊杆（1）的横截面为带倒角的正方形或长方形。

技术总结
本发明属于桥梁及建筑结构抗风技术领域，具体涉及一种能够抑制风致振动的刚性吊杆。所述得能够抑制风致振动的刚性吊杆包括吊杆、导流板和连接板，吊杆为带倒角的箱型结构吊杆；所述的导流板通过多个连接板设置在吊杆的倒角处，箱型结构吊杆的四个倒角柱面外均设置导流板。导流板的设计安装提高了吊杆的抗风性能、驰振稳定性，对涡激振动也有较好的抑制作用，此外整个装置还可以和主体结构一同养护维修，大大降低了桥梁的运维成本。大大降低了桥梁的运维成本。大大降低了桥梁的运维成本。


技术研发人员：闫岩 罗畅 黄瑞峰 杨少军 吴文华 文强 李伟 周友权
受保护的技术使用者：中铁第一勘察设计院集团有限公司
技术研发日：2022.11.21
技术公布日：2023/3/21