板桁结合加劲梁悬索桥颤振稳定措施试验研究
Experimental Study on the Flutter Stability Countermeasures of a Suspension Bridge with a Stiffened Plate‑truss Composite Girder
- 防灾减灾工程学报 2022年42卷第1期 页码：200-207
- 作者机构：
1.四川公路桥梁建设集团有限公司勘察设计分公司,四川 成都 610041
2.西南交通大学风工程四川省重点实验室,四川 成都 610031
- 作者简介：
彭伟（1980—），男，硕士研究生。主要从事结构风工程方面的研究。E‑mail：118189@qq.com
杨雄伟（1992—），男，博士研究生。主要从事结构风工程方面的研究。E‑mail：yxw_swjtu@126.com
- 基金信息：国家自然科学基金项目(51878580)
DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.202002037
中图分类号： U441.3-
纸质出版：2022-02-28
- 稿件说明：
移动端阅览
彭伟,杨雄伟.板桁结合加劲梁悬索桥颤振稳定措施试验研究[J].防灾减灾工程学报,2022,42(01):200-207.
PENG Wei,YANG Xiongwei.Experimental Study on the Flutter Stability Countermeasures of a Suspension Bridge with a Stiffened Plate‑truss Composite Girder[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(01):200-207.
彭伟,杨雄伟.板桁结合加劲梁悬索桥颤振稳定措施试验研究[J].防灾减灾工程学报,2022,42(01):200-207. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.202002037.
PENG Wei,YANG Xiongwei.Experimental Study on the Flutter Stability Countermeasures of a Suspension Bridge with a Stiffened Plate‑truss Composite Girder[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(01):200-207. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.202002037.
摘要
为了研究板桁结合加劲梁悬索桥的颤振稳定性，以国内某大跨悬索桥为背景，通过节段模型风洞试验分别研究了上、下中央稳定板以及水平稳定板的制振效果，并考察了阻尼比对主梁颤振临界风速的影响，最后对比研究了原设计方案和安装上中央稳定板的板桁结合加劲梁的三分力系数。研究结果表明：上中央稳定板可以有效抑制板桁结合加劲梁颤振，且颤振临界风速增长率随稳定板高度的增加呈非线性变化；安装于桥面下方的下中央稳定板不能改善主梁的颤振性能，但安装于下平联处的下中央稳定板可以在一定程度上提高主梁的颤振临界风速；安装于桥面板边缘处的水平稳定板会恶化主梁的颤振稳定性；将上、下中央稳定板联合使用时主梁可以取得更好的颤振性能。阻尼比对以扭转颤振为主的板桁结合加劲梁具有显著影响；安装与栏杆等高的上中央稳定板在小攻角范围内对主梁三分力系数的影响很小。
Abstract
In order to study the flutter stability of a suspension bridge with a plate-truss composite stiffened girder， a long-span suspension bridge built in China was taken as the background， and the flutter mitigation effects of upper and lower central stabilizers and horizontal stabilizer were studied， respectively， through the section model wind tunnel test. Then， the effect of the damping ratio on the flutter critical wind speed of the main girder was investigated. Finally， the three-component aerostatic force coefficients of the plate-truss stiffened girder were compared between the original design and the girder with the upper central stabilizer. The results show that the upper central stabilizer can effectively suppress the flutter of the plate-truss stiffened girder， and the growth rate of the critical wind speed varies nonlinearly with the increase of the height of the stabilizer； the lower central stabilizer installed under the bridge deck cannot improve the flutter performance of the main girder， but when it installed at the lower lateral combination of the girder can increase the flutter critical wind speed to some extent. The flutter stability of the main girder is deteriorated by the horizontal stabilizer installed at the upper edge of the deck； the main girder can achieve better flutter performance when the upper and lower central stabilization plates are used together. Damping ratio has an obvious effect on the flutter of the plate-truss stiffened girder with the main feature of torsional vibration， and the installation of upper central stabilizer with the same height as the railings has little effect on the three-component aerostatic force coefficients of the girder at small angles of attack.
关键词
Keywords
references
熊龙 ， 廖海黎 ， 李明水 ， 等 . 马普托桥颤振稳定性的风洞试验研究 ［J］. 防灾减灾工程学报 ， 2017 ， 37 （ 2 ）： 321 - 326 .
Xiong L ， Liao H L ， Li M S ， et al . Wind tunnel test study on flutter stability of Maputo bridge ［J］. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering ， 2017 ， 37 （ 2 ）： 321 - 326 . （in Chinese）
李春光 ， 张志田 ， 陈政清 ， 等 . 桁架加劲梁悬索桥气动稳定措施试验研究 ［J］. 振动与冲击 ， 2008 ， 27 （ 9 ）： 40 - 43 .
Li C G ， Zhang Z T ， Chen Z Q ， et al . Experimental study on the aerodynamic stability measure of a suspension bridge with truss stiffening girder ［J］. Journal of Vibration and Shock ， 2008 ， 27 （ 9 ）： 40 - 43 . （in Chinese）
白桦 ， 李宇 ， 李加武 ， 等 . 钢桁架悬索桥颤振稳定性能研究 ［J］. 振动与冲击 ， 2013 ， 32 （ 4 ）： 90 - 95 .
Bai H ， Li Y ， Li J W ， et al . Flutter stability of a steel truss girder suspension bridge ［J］. Journal of Vibration and Shock ， 2013 ， 32 （ 4 ）： 90 - 95 . （in Chinese）
Miyata T ， Yamaguchi K . Aerodynamics of wind effects on the Akashi Kaikyo Bridge ［J］. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics ， 1993 ， 48 （ 2 ）： 287 - 315 .
王凯 ， 廖海黎 ， 刘君 . 山区峡谷大跨钢桁梁桥抗风特性试验研究 ［J］. 振动与冲击 ， 2014 ， 33 （ 19 ）： 169 - 174 .
Wang K ， Liao H L ， Liu J . The wind resistance test research of long-span steel truss bridges built across the gorge of mountainous areas ［J］. Journal of Vibration and Shock ， 2014 ， 33 （ 19 ）： 169 - 174 . （in Chinese）
王凯 ， 廖海黎 ， 李明水 . 基于风洞试验的大跨度钢桁梁悬索桥颤振性能研究 ［J］. 振动与冲击 ， 2015 ， 34 （ 15 ）： 175 - 180 .
Wang K ， Liao H L ， Li M S . Flutter performances of a long-span suspension bridge with steel trusses based on wind tunnel testing ［J］. Journal of Vibration and Shock ， 2015 ， 34 （ 15 ）： 175 - 180 . （in Chinese）
Wang K ， Liao H L ， Li M S . Flutter suppression of long-span suspension bridge with truss girder ［J］. Wind and Structures ， 2016 ， 23 （ 5 ）： 405 - 420 .
Xu H T ， Liao H L ， He Y ， et al . Wind tunnel test of aerodynamic optimization measures for flutter stability of super long-span bridge with truss girder ［J］. Journal of Highway and Transportation Research and Development ， 2011 ， 5 （ 2 ）： 49 - 54 .
刘庆宽 ， 盛永青 ， 马文勇 ， 等 . 小宽高比钢桁架悬索桥颤振稳定气动措施的试验研究 ［J］. 实验流体力学 ， 2012 ， 26 （ 3 ）： 26 - 31 .
Liu Q K ， Sheng Y Q ， Ma W Y ， et al . Experimental study on aerodynamic measures for flutter stability of suspension bridge with small aspect ratio steel truss girder ［J］. Journal of Experiments in Fluid Mechanics ， 2012 ， 26 （ 3 ）： 26 - 31 . （in Chinese）
Li Y L ， Tang H J ， Wu B ， et al . Flutter performance optimization of steel truss girder with double-decks by wind tunnel tests ［J］. Advances in Structural Engineering ， 2018 ， 21 （ 6 ）： 906 - 917 .
Tang H J ， Li Y L ， Wang Y F ， et al . Aerodynamic optimization for flutter performance of steel truss stiffening girder at large angles of attack ［J］. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics ， 2017 ， 168 ： 260 - 270 .
陈政清 ， 欧阳克俭 ， 牛华伟 ， 等 . 中央稳定板提高桁架梁悬索桥颤振稳定性的气动机理 ［J］. 中国公路学报 ， 2009 ， 22 （ 6 ）： 53 - 59 .
Chen Z Q ， Ouyang K J ， Niu H W ， et a1 . Aerodynamic mechanism of improvement of flutter stability of truss-girder suspension bridge using central stabilizer ［J］. China Journal of Highway and Transport ， 2009 ， 22 （ 6 ）： 53 - 59 . （in Chinese）
欧阳克俭 ， 陈政清 . 中央稳定板提高颤振稳定性能的细观作用机理 ［J］. 振动与冲击 ， 2016 ， 35 （ 1 ）： 11 - 16 .
Ouyang K J ， Chen Z Q . Micro-mechanism of a central stabilizer for improving a bridge's flutter stability ［J］. Journal of Vibration and Shock ， 2016 ， 35 （ 1 ）： 11 - 16 . （in Chinese）
徐爱军 ， 王凯 ， 李明水 ， 等 . 板-桁组合式钢桁梁悬索桥颤振稳定性选型研究 ［J］. 实验流体力学 ， 2015 ， 29 （ 4 ）： 52 - 57 .
Xu A J ， Wang K ， Li M S ， et al . Flutter stability selection study of a long-span steel truss suspension bridge with a combined deck plate ［J］. Journal of Experiments in Fluid Mechanics ， 2015 ， 29 （ 4 ）： 52 - 57 . （in Chinese）
于舰涵 ， 李明水 ， 廖海黎 . 山区地形对桥位风场影响的数值模拟 ［J］. 西南交通大学学报 ， 2016 ， 51 （ 4 ）： 654 - 662 .
Yu J H ， Li M S ， Liao H L . Numerical simulation of effect of mountainous topography on wind field at bridge site ［J］. Journal of Southwest Jiaotong University ， 2016 ， 51 （ 4 ）： 654 - 662 . （in Chinese）
王凯 ， 廖海黎 ， 李明水 ， 等 . 山区峡谷桥梁设计基准风速的确定方法 ［J］. 西南交通大学学报 ， 2013 ， 48 （ 1 ）： 29 - 35 .
Wang K ， Liao H L ， Li M S . Determination method for basic design wind speed of mountainous-valley bridge ［J］. Journal of Vibration and Shock ， 2013 ， 48 （ 1 ）： 29 - 35 . （in Chinese）
公路桥梁抗风设计规范 ： JTG/T 3360-01—2018 ［S］. 北京 ： 人民交通出版社 ， 2018 .
李明 ， 孙延国 ， 李明水 . 大跨度钢桁梁悬索桥颤振稳定措施试验研究 ［J］. 振动与冲击 ， 2018 ， 37 （ 13 ）： 182 - 189 .
Li M ， Sun Y G ， Li M S . Tests for flutter stability measures of a long-span suspension bridge with steel truss girders ［J］. Journal of Vibration and Shock ， 2018 ， 37 （ 13 ）： 182 - 189 . （in Chinese）
Li M ， Sun Y ， Jing H M ， et al . Vortex-induced vibration optimization of a wide streamline box girder by wind tunnel test ［J］. KSCE Journal of Civil Engineering ， 2018 ， 22 （ 12 ）： 5143 - 5153 .
0
浏览量
0
下载量
0
CSCD
- 网络PDF下载
- WORD下载
- Meta-XML下载
- BibTeX下载
- Endnote下载
- RefMan 下载
- NoteExpress下载
- NoteFirst下载
关联资源
相关文章
相关作者
相关机构
- 技术支持由北京北大方正电子有限公司提供 苏ICP备05012539号-11
苏公网安备32010202012147号 - 本系统建议在Chrome、 IE9+ 以上版本浏览器阅读本站内容，360浏览器请切换至极速模式
- Cookies帮助我们提供服务并提供个性化体验。使用本网站，即表示您同意我们使用Cookies
