一種抗風(fēng)型拱橋拱肋的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于拱橋風(fēng)工程控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及中承式、下承式拱橋拱肋渦激共振的控制技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]拱橋向著大跨度方向發(fā)展，目前主跨排名前七名的拱橋都超過500m。大跨度拱橋拱肋在成橋狀態(tài)特定風(fēng)場條件下會發(fā)生渦激共振，會使主梁的豎向和側(cè)向振幅超過規(guī)范允許值，從而影響橋梁的正常使用和壽命。拱肋是拱橋主要的受力構(gòu)件，控制拱肋的風(fēng)振是至關(guān)重要的。然而現(xiàn)階段能有效控制渦激共振的大跨度拱橋拱肋研究相對欠缺，造成渦激共振期間行車的不適。針對該技術(shù)問題，客觀上需要研發(fā)新的技術(shù)來加以解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種具有良好抗渦振性能、造價(jià)便宜、制作安裝方便的拱橋拱肋，減輕中承式、下承式拱橋在特定風(fēng)場條件下的渦激共振。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0005]—種抗風(fēng)型拱橋拱肋，包括拱肋，在所述拱肋上方設(shè)置頂部波紋板，在所述拱肋下方設(shè)置底部波紋板，所述的頂部波紋板、底部波紋板壓縮拱肋周圍的氣流使氣流流速加快，擾亂原拱肋下游漩渦脫落情況，減輕拱肋背風(fēng)側(cè)的升力作用，從而達(dá)到控制拱肋渦激共振的效果。
[0006]進(jìn)一步，所述頂部波紋板、底部波紋板沿著拱肋方向延展，其波紋的方向與拱肋方向一致。
[0007]在所述拱肋上方而頂部波紋板的下方設(shè)置檢修軌道為拱肋的安全檢查、維修提供方便以及進(jìn)一步擾亂流場；優(yōu)選的，所述檢修軌道設(shè)置于所述拱肋外側(cè)。
[0008]在拱肋的兩支之間設(shè)置有橫向連接結(jié)構(gòu)以增加拱肋的剛度及提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
[0009]設(shè)置上、下固定連接裝置分別將頂部波紋板、底部波紋板牢固、安全地連接在拱肋上。
[0010]所述頂部波紋板與底部波紋板的寬度根據(jù)所處位置拱肋的寬度確定，長度根據(jù)橋梁的跨度確定，懸空高度不超過波紋板的寬度。
[0011]所述頂部波紋板設(shè)置于拱肋的上方，與拱肋的間距為0.1-0.25倍拱肋頂部寬度為宜；優(yōu)選的，所述頂部波紋板與拱肋之間通過若干上固定連接裝置連接，相鄰兩個(gè)上固定連接裝置的間隔不超過三倍的拱肋寬度；優(yōu)選的，所述頂部波紋板的兩端以及中間三個(gè)位置均布置有至少一個(gè)上固定連接裝置；
[0012]所述底部波紋板設(shè)置于拱肋的下方，與拱肋的間距為0.1-0.25倍拱肋底部寬度；優(yōu)選的，所述底部波紋板與拱肋兩者之間通過若干下固定連接裝置連接，相鄰兩個(gè)下固定連接裝置的間隔不超過三倍的拱肋寬度；優(yōu)選的，所述底部波紋板的兩端以及中間三個(gè)位置均布置有至少一個(gè)下固定連接裝置；
[0013]所述頂部波紋板、底部波紋板的波紋方向與拱肋方向一致；優(yōu)選的，長度為拱肋總長度的三分之一到五分之一之間；優(yōu)選的，所述頂部波紋板、底部波紋板寬度分別與拱肋的頂部、底部寬度相同；優(yōu)選的，所述頂部波紋板、底部波紋板為鋼材；優(yōu)選的，波紋板的厚度3mm-7mm之間；優(yōu)選的，所述鋼材的頂部波紋板、底部波紋板為自然成弧，最小曲率半徑為12m0
[0014]所述上、下固定連接裝置采用鋼桁架的形式連接以提供足夠的剛度并減少此裝置對波紋板的干擾作用。
[0015]由于采用上述方案，本發(fā)明的有益效果是:通過頂部波紋板、底部波紋板擾亂原拱肋漩渦脫落頻率而達(dá)到控制風(fēng)振的效果。本發(fā)明構(gòu)造簡單、加工方便，可在大跨度拱橋中廣泛應(yīng)用，具有良好的市場前景。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明實(shí)施例剖面圖。
[0017]圖2是本發(fā)明實(shí)施例主視圖。
[0018]圖中:1拱肋；2頂部波紋板；3底部波紋板；4檢修軌道；5橫向連接結(jié)構(gòu)；6上固定連接裝置；7下固定連接裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0020]如圖1、圖2所示，本發(fā)明一種抗風(fēng)型拱橋拱肋，包括拱肋1、頂部波紋板2、底部波紋板3、檢修軌道4、橫向連接結(jié)構(gòu)5、固定連接裝置6。
[0021]頂部波紋板2設(shè)置于拱肋I的上方與拱肋I的間距以0.1-0.25倍拱肋頂部寬度為宜，距離太近波紋板擾亂原斷面漩渦脫落情況不明顯，距離太遠(yuǎn)壓縮氣流的效果不理想，兩者之間通過若干上固定連接裝置6連接，布置的間隔不宜超過三倍的拱肋寬度并且頂部波紋板2的兩端以及中間三個(gè)位置都要布置上固定連接裝置6，；檢修軌道4設(shè)置于拱肋I之上而在頂部波紋板2的下方；
[0022]底部波紋板3設(shè)置于拱肋I的下方與拱肋I的間距以0.1-0.25倍拱肋底部寬度為宜，距離太近波紋板擾亂原斷面漩渦脫落情況不明顯，距離太遠(yuǎn)壓縮氣流的效果不理想，兩者之間通過若干下固定連接裝置7連接，布置的間隔不宜超過三倍的拱肋寬度并且底部波紋板3的兩端以及中間三個(gè)位置都要布置下固定連接裝置7 ;
[0023]通過橫向連接結(jié)構(gòu)5將拱肋的兩支連接在一起，增加拱肋的剛度，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
[0024]頂部波紋板2、底部波紋板3壓縮拱肋周圍的氣流使氣流流速加快，擾亂原拱肋下游漩渦脫落情況，減輕拱肋I背風(fēng)側(cè)的升力作用，從而達(dá)到控制拱肋I渦激共振的效果。
[0025]頂部波紋板2、底部波紋板3設(shè)計(jì)為波紋方向與拱肋方向一致，頂部波紋板2、底部波紋板3沿著拱肋方向延展；長度一般為拱肋總長度的三分之一到五分之一之間，具體長度根據(jù)實(shí)際橋梁的情況確定。波紋板的作用是使氣流經(jīng)過時(shí)，達(dá)到壓縮氣流的作用，這樣漩渦脫落可以被擾亂。頂部波紋板2、底部波紋板3寬度分別與拱肋的頂部、底部寬度相同，材質(zhì)方面要保證足夠的強(qiáng)度，以鋼材為宜；波紋板的厚度在3mm-7mm之間；波紋板選用鋼材時(shí)應(yīng)滿足自然成弧，最小曲率半徑為12m。
[0026]檢修軌道4可以為拱肋的安全檢查以及維修提供方便，同時(shí)也可以進(jìn)一步擾亂流場。檢修軌道4按照現(xiàn)有檢修軌道設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)時(shí)選擇檢修軌道盡可能位于拱肋外側(cè)。
[0027]上、下固定連接裝置6、7將頂部波紋板2、底部波紋板3牢固、安全地連接在拱肋上。上、下固定連接裝置6、7采用鋼桁架的形式連接，可以提供足夠的剛度，并可能減少此裝置對波紋板的干擾作用。
[0028]本發(fā)明為抗風(fēng)性良好的拱橋拱肋，在原有拱肋斷面上進(jìn)行的改進(jìn)。頂部波紋板和底部波紋板為帶有波紋且剛度較大的薄板，通過固定連接裝置安全、穩(wěn)定地固定在拱肋上。
[0029]上述的對實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其它實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于上述的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種抗風(fēng)型拱橋拱肋，包括拱肋，其特征在于:在所述拱肋上方設(shè)置頂部波紋板，在所述拱肋下方設(shè)置底部波紋板，所述的頂部波紋板、底部波紋板壓縮拱肋周圍的氣流使氣流流速加快，擾亂原拱肋下游漩渦脫落情況，減輕拱肋背風(fēng)側(cè)的升力作用，從而達(dá)到控制拱肋渦激共振的效果。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗風(fēng)型拱橋拱肋，其特征在于:所述頂部波紋板、底部波紋板沿著拱肋方向延展，其波紋的方向與拱肋方向一致。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗風(fēng)型拱橋拱肋，其特征在于:在所述拱肋上方而頂部波紋板的下方設(shè)置檢修軌道為拱肋的安全檢查、維修提供方便以及進(jìn)一步擾亂流場；優(yōu)選的，所述檢修軌道設(shè)置于所述拱肋外側(cè)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗風(fēng)型拱橋拱肋，其特征在于:在拱肋的兩支之間設(shè)置有橫向連接結(jié)構(gòu)以增加拱肋的剛度及提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗風(fēng)型拱橋拱肋，其特征在于:設(shè)置上、下固定連接裝置分別將頂部波紋板、底部波紋板牢固、安全地連接在拱肋上。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗風(fēng)型拱橋拱肋，其特征在于:所述頂部波紋板與底部波紋板的寬度根據(jù)所處位置拱肋的寬度確定，長度根據(jù)橋梁的跨度確定，懸空高度不超過波紋板的寬度。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗風(fēng)型拱橋拱肋，其特征在于:所述頂部波紋板設(shè)置于拱肋的上方，與拱肋的間距為0.1-0.25倍拱肋頂部寬度為宜；優(yōu)選的，所述頂部波紋板與拱肋之間通過若干上固定連接裝置連接，相鄰兩個(gè)上固定連接裝置的間隔不超過三倍的拱肋寬度；優(yōu)選的，所述頂部波紋板的兩端以及中間三個(gè)位置均布置有至少一個(gè)上固定連接裝置。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗風(fēng)型拱橋拱肋，其特征在于:所述底部波紋板設(shè)置于拱肋的下方，與拱肋的間距為0.1-0.25倍拱肋底部寬度；優(yōu)選的，所述底部波紋板與拱肋兩者之間通過若干下固定連接裝置連接，相鄰兩個(gè)下固定連接裝置的間隔不超過三倍的拱肋寬度；優(yōu)選的，所述底部波紋板的兩端以及中間三個(gè)位置均布置有至少一個(gè)下固定連接裝置。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗風(fēng)型拱橋拱肋，其特征在于:所述頂部波紋板、底部波紋板的波紋方向與拱肋方向一致；優(yōu)選的，長度為拱肋總長度的三分之一到五分之一之間；優(yōu)選的，所述頂部波紋板、底部波紋板寬度分別與拱肋的頂部、底部寬度相同；優(yōu)選的，所述頂部波紋板、底部波紋板為鋼材；優(yōu)選的，波紋板的厚度之間；優(yōu)選的，所述鋼材的頂部波紋板、底部波紋板為自然成弧，最小曲率半徑為12m。10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的抗風(fēng)型拱橋拱肋，其特征在于:所述上、下固定連接裝置采用鋼桁架的形式連接以提供足夠的剛度并減少此裝置對波紋板的干擾作用。
【專利摘要】一種抗風(fēng)型拱橋拱肋，包括拱肋，在所述拱肋上方設(shè)置頂部波紋板，在所述拱肋下方設(shè)置底部波紋板，所述的頂部波紋板、底部波紋板壓縮拱肋周圍的氣流使氣流流速加快，擾亂原拱肋下游漩渦脫落情況，減輕拱肋背風(fēng)側(cè)的升力作用，從而達(dá)到控制拱肋渦激共振的效果。所述頂部波紋板、底部波紋板沿著拱肋方向延展，其波紋的方向與拱肋方向一致。在所述拱肋上方而頂部波紋板的下方設(shè)置檢修軌道；在拱肋的兩支之間設(shè)置有橫向連接結(jié)構(gòu)。設(shè)置上、下固定連接裝置分別將頂部波紋板、底部波紋板連接在拱肋上。本發(fā)明可廣泛用在中承式、下承式拱橋拱肋中，減輕渦激共振對拱橋正常使用帶來的影響。
【IPC分類】E01D19/00, E01D4/00
【公開號】CN105200910
【申請?zhí)枴緾N201510649816
【發(fā)明人】葛耀君, 趙林, 王守強(qiáng)
【申請人】同濟(jì)大學(xué)
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年10月9日