湖南大学学报(自然科学版)2024,Vol.51Issue(1) :1-13.DOI:10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2024001

大跨度公铁双层斜拉桥主梁涡激共振机理与控制

Mechanism and Control on Vortex-induced Vibration of Main Deck of Long-span Cable-stayed Bridge with Double-level Decks for Highway and Railway

刘志文 周威 刘振标 严爱国 夏正春 陈政清
湖南大学学报(自然科学版)2024,Vol.51Issue(1) :1-13.DOI:10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2024001

大跨度公铁双层斜拉桥主梁涡激共振机理与控制

Mechanism and Control on Vortex-induced Vibration of Main Deck of Long-span Cable-stayed Bridge with Double-level Decks for Highway and Railway

刘志文 1周威 1刘振标 2严爱国 2夏正春 2陈政清1
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作者信息

  • 1. 桥梁工程安全与韧性全国重点实验室(湖南大学),湖南长沙 410082;风工程与桥梁工程湖南省重点实验室(湖南大学),湖南长沙 410082;湖南大学土木工程学院,湖南长沙 410082
  • 2. 中铁第四勘察设计院集团有限公司,湖北武汉 430063
  • 折叠

摘要

以拟建的某主跨808 m公铁双层斜拉桥为工程依托,采用节段模型风洞试验研究不同攻角下双层桁架梁断面的涡振性能及5种气动控制措施的抑振效果,结合计算流体动力学(CFD)静态绕流模拟,对比分析双层桁架梁断面的涡振机理及控制方法.研究表明:主梁断面原设计方案在+3°和0°风攻角下存在明显的竖向和扭转涡振现象,且振幅超过规范允许值;间隔封闭上层桥面栏杆或增设抑流板可有效抑制主梁扭转涡振,但竖向涡振振幅仍不满足规范要求;上弦杆外侧增设风嘴可有效抑制主梁竖向和扭转涡振,而下弦杆外侧增设风嘴对主梁涡振抑振效果有限.气流经主梁原设计断面上层桥面分离后,在其上下表面形成周期性脱落的大尺度旋涡,并在上层桥面后部再附,这是主梁发生竖向涡振的主要诱因;上弦杆外侧增设风嘴可引导气流平稳通过上层桥面,消除了周期性的旋涡脱落,并在其上表面形成一段狭长"回流区",从而有效抑制了涡振的发生.

关键词

桥梁工程/涡激共振机理/风洞试验/双层桁架主梁/气动控制措施/计算流体动力学

Key words

bridge engineering/VIV mechanism/wind tunnel test/double-level decks truss girder/aerody⁃namic control measures/computational fluid dynamics

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基金项目

国家自然科学基金(52178475)

国家自然科学基金(51778225)

出版年

2024
湖南大学学报(自然科学版)
湖南大学

湖南大学学报(自然科学版)

CSTPCD北大核心
影响因子:0.651
ISSN:1674-2974
被引量1
参考文献量15
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