一种提高大跨度扁平钢箱梁桥颤振性能的倾斜裙板

本发明属于桥梁工程，特别涉及一种提高大跨度扁平钢箱梁桥颤振性能的倾斜裙板。

背景技术：

1、随着桥梁设计理论、施工技术和建造材料的创新发展，桥梁结构正在向着大跨、轻柔的方向发展。扁平钢箱梁以其整体性强、自重轻、便于工厂化预制安装等优点，逐渐成为大多数大跨悬索桥和斜拉桥的主梁形式。带有风嘴的扁平钢箱梁断面的气动外形呈流线形，一般涡振性能良好，但颤振稳定性存在不足。并且大跨度柔性桥梁的阻尼比较低，风致振动问题更加突出。大跨度扁平钢箱梁出现颤振和涡振等风致振动现象，会影响桥梁行车安全和舒适性，引起局部构件的疲劳损伤。尤其是颤振，会对桥梁整体结构安全带来非常不利的影响。因此，发明一种能够有效提高大跨度扁平钢箱梁桥的颤振稳定性，同时不影响其涡振性能的装置是十分必要的。另外，现有用于提升扁平钢箱梁的颤振性能的主动控制装置需要复杂的机械装置和持续供电，应用不方便且成本较高。在实际工程中更需要被动控制措施。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种提高大跨度扁平钢箱梁桥颤振性能的倾斜裙板，解决了大跨度扁平钢箱梁的风致振动问题。

2、本发明是通过以下技术方案来实现：

3、一种提高大跨度扁平钢箱梁桥颤振性能的倾斜裙板，包括两个抑振单元，扁平钢箱梁左侧和右侧分别设有风嘴；两个抑振单元分别固定在两侧风嘴的外侧；

4、每个抑振单元均包括：

5、多个横隔板，沿顺桥向间隔竖直固定在风嘴的下底板上；

6、水平板，沿顺桥向水平固定在横隔板的上边缘上，并且与风嘴的外端连接；

7、竖直板，沿顺桥向垂直固定在横隔板的外边缘上，并且与水平板的外端连接；

8、倾斜板，沿顺桥向向内倾斜固定在横隔板的斜边上，并且与上述竖直板的下端连接。

9、进一步，倾斜板、竖直板、水平板以及下底板配合形成半封闭结构；

10、横隔板位于半封闭结构中。

11、进一步，所述横隔板为整体板式结构，横隔板的上边缘与水平板垂直固定，外边缘与所述竖直板垂直固定，斜边缘与所述倾斜板，内边缘与所述风嘴下底板垂直固定。

12、进一步，所述水平板的宽度为b，b＝(0.04-0.06)l，l为桥梁宽度；

13、相邻两个所述横隔板在顺桥向的间距为d，d＝(1-1.5)b。

14、进一步，所述横隔板上开设有孔隙，所述水平板下方还垂直固定有长肋板，长肋板垂直穿过所述横隔板上开设的孔隙；

15、所述长肋板沿顺桥向并排垂直固定在所述水平板下方，并且相邻两个长肋板之间的间距为d，d＝(0.3-0.4)b，b为水平板的宽度。

16、进一步，所述横隔板上还垂直固定有短肋板，短肋板垂直于所述横隔板下直边；

17、所述短肋板由所述横隔板下直边分别向上延伸至所述水平板和所述下底板，并且相邻两个短肋板之间的间距为s，s＝(0.5-0.6)b，b为水平板的宽度。

18、进一步，所述水平板远离所述风嘴的一侧相比与风嘴连接的一侧向下倾斜有2％的角度。

19、进一步，所述竖直板的高度为h，h＝(0.04-0.05)b，b为水平板的宽度。

20、进一步，所述倾斜板的宽度为(0.45-0.6)b，b为水平板的宽度；

21、所述倾斜板的倾斜角度为40°-50°。

22、进一步，在扁平钢箱梁上表面设有上中央稳定板；

23、在扁平钢箱梁的底部设有下中央稳定板、检修车轨道和导流板。

24、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

25、本发明公开了一种提高大跨度扁平钢箱梁桥颤振性能的倾斜裙板，在扁平钢箱梁加风嘴的基础上，设置了该倾斜裙板，倾斜裙板包括水平板、竖直板和倾斜板，竖直板将水平板和倾斜板连接，在水平板下方沿桥梁纵向间隔布设有多个横隔板，横隔板对水平板起到支撑作用，同时可以和水平板、倾斜裙板、风嘴形成旋涡腔体；设置了本发明的倾斜裙板的扁平钢箱梁断面在流场下游在裙板内部和风嘴上部分别出现较大正值旋涡和负值旋涡，正值旋涡与负值旋涡对结构的驱动作用在一定风速范围内保持平衡，增强了扁平钢箱梁断面的颤振稳定性。

26、通过本发明可以有效提高扁平钢箱梁主梁的颤振稳定性，并且不会影响扁平钢箱梁主梁断面的涡振性能。本倾斜裙板可以和中央稳定板等气动措施组合使用，作为扁平钢箱梁桥的颤振抑振措施，可以很好的抑制扁平钢箱梁主梁的风致振动，保证行车安全和行车舒适性，防止桥梁结构发生破坏。

27、进一步，所述倾斜板的倾斜角度为40°-50°，45°倾角的倾斜裙板提升颤振性能效果更明显。

28、进一步，水平板远离风嘴的一侧相比与风嘴连接的一侧向下倾斜有2％的角度，方便排出表面雨水。

29、进一步，本倾斜裙板作为被动装置，不需要复杂机械装置和供电系统，方便实际工程应用。

30、进一步，本倾斜裙板还可以和下中央稳定板、检修车轨道、导流板等气动措施组合使用，更好地抑制扁平钢箱梁主梁的风致振动。

技术特征：

1.一种提高大跨度扁平钢箱梁桥颤振性能的倾斜裙板，其特征在于，包括两个抑振单元，扁平钢箱梁左侧和右侧分别设有风嘴(8)；两个抑振单元分别固定在两侧风嘴(8)的外侧；

2.根据权利要求1所述的一种提高大跨度扁平钢箱梁桥颤振性能的倾斜裙板，其特征在于，倾斜板(3)、竖直板(2)、水平板(1)以及下底板(9)配合形成半封闭结构；

3.根据权利要求1所述的一种提高大跨度扁平钢箱梁桥颤振性能的倾斜裙板，其特征在于，所述横隔板(4)为整体板式结构，横隔板(4)的上边缘与水平板(1)垂直固定，外边缘与所述竖直板(2)垂直固定，斜边缘与所述倾斜板(3)，内边缘与所述风嘴(8)下底板(9)垂直固定。

4.根据权利要求1所述的一种提高大跨度扁平钢箱梁桥颤振性能的倾斜裙板，其特征在于，所述水平板(1)的宽度为b，b＝(0.04-0.06)l，l为桥梁宽度；

5.根据权利要求1所述的一种提高大跨度扁平钢箱梁桥颤振性能的倾斜裙板，其特征在于，所述横隔板(4)上开设有孔隙，所述水平板(1)下方还垂直固定有长肋板(5)，长肋板(5)垂直穿过所述横隔板(4)上开设的孔隙；

6.根据权利要求5所述的一种提高大跨度扁平钢箱梁桥颤振性能的倾斜裙板，其特征在于，所述横隔板(4)上还垂直固定有短肋板(6)，短肋板(6)垂直于所述横隔板(4)下直边；

7.根据权利要求1所述的一种提高大跨度扁平钢箱梁桥颤振性能的倾斜裙板，其特征在于，所述水平板(1)远离所述风嘴(8)的一侧相比与风嘴(8)连接的一侧向下倾斜有2％的角度。

8.根据权利要求1所述的一种提高大跨度扁平钢箱梁桥颤振性能的倾斜裙板，其特征在于，所述竖直板(2)的高度为h，h＝(0.04-0.05)b，b为水平板(1)的宽度。

9.根据权利要求1所述的一种提高大跨度扁平钢箱梁桥颤振性能的倾斜裙板，其特征在于，所述倾斜板(3)的宽度为(0.45-0.6)b，b为水平板(1)的宽度；

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种提高大跨度扁平钢箱梁桥颤振性能的倾斜裙板，其特征在于，在扁平钢箱梁上表面设有上中央稳定板(13)；

技术总结
本发明属于桥梁工程技术领域，涉及一种提高大跨度扁平钢箱梁桥颤振性能的倾斜裙板，包括两个抑振单元，两个抑振单元分别固定在两侧风嘴的外侧；每个抑振单元均包括：多个横隔板，沿顺桥向间隔竖直固定在风嘴的下底板上；水平板，沿顺桥向水平固定在横隔板的上边缘上，并且与风嘴的外端连接；竖直板，沿顺桥向垂直固定在横隔板的外边缘上，并且与水平板的外端连接；倾斜板，沿顺桥向向内倾斜固定在横隔板的斜边上，并且与上述竖直板的下端连接。设置了倾斜裙板的扁平钢箱梁断面在流场下游在裙板内部和风嘴上部分别出现较大正值旋涡和负值旋涡，正值旋涡与负值旋涡对结构的驱动作用在一定风速范围内保持平衡，增强了扁平钢箱梁断面的颤振稳定性。

技术研发人员：高广中,颜欣,孙研博,白桦,李加武,乔云强,卢干,陈家勇
受保护的技术使用者：长安大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16