重庆永川长江大桥涡激振动性能风洞试验研究.pdf

学兔兔 重庆永川长江大桥涡激振动性能风洞试验研究 徐 闯，孙延国 25 重庆永川长江大桥涡激振动性能风洞试验研究 徐 闻 。孙延国 (1．黑龙江省公路勘察设计院，黑龙江 哈尔滨150080； 2．西南交通大学土木工程学院桥梁工程系，四川 成都 610031) 摘 要：为研究在常遇风速下混合梁斜拉桥的涡激振动性能及抑振措施，以半飘浮体系七跨连续双塔混合梁斜拉桥——重庆 永川长江大桥为背景，设计基于1：50主梁节段模型风洞试验，测试在不同阻尼体系下检修车轨道、导流板对涡激振动性能的 影响，并对主梁外挂排水管道的形状进行了优化，最后提出了可显著改善主梁涡激振动性能的抑振措施。研究结果表明：主 梁在一3。、O。和十3。攻角下均发生了明显的涡激振动现象，+3。攻角下的振幅最大，且远大于规范的容许振幅；向梁底内侧移动 检修车轨道，并在其内侧布置导流板可大幅降低主梁的涡激振动振幅；位于斜腹板的圆形排水管道会削弱主梁的气动性能， 改用 120 cm×20 cm的扁状排水管道可有效提高颤振临界风速并降低涡激振动振幅。 关键词：斜拉桥；混合粱；风洞试验；涡激振动；导流板；排水管；抑振措施 中图分类号：U448．27；U441．3 文献标志码：A 文章编号：1671—7767(2015)05—0025—05 1 引 言 量大跨桥梁的主梁断面表面压力出发，分析了涡激 大跨度桥梁的主梁为典型的钝体结构，在低风 振动发生的原因以及抑制措施的制振机理。 速下易于发生涡激振动现象，反映在实桥上是主梁 以往研究结果表明，涡激振动抑振措施因桥而 以某阶竖弯或者扭转做正弦振动。涡激振动通常不 异，在一座桥梁上制振效果显著的措施，应用到其它 会直接引起桥梁的破坏，但过大的涡激振动振幅或 桥梁时需要通过风洞试验进行调整。重庆永川长江 加速度会影响行车舒适性，严重时亦可导致结构疲 大桥的中跨主梁采用了流线型钢箱梁断面，但是栏 劳破坏_1]。巴西里约尼泰罗伊桥(Rio-Niter6i 杆、检修车轨道以及外挂的圆形排水管道等附属设 Bridge)[2]、英国科索克斜拉桥(Kossock Bridge)_3]、 施的布置会改变主梁的气动外形，其涡激振动性能 丹麦大贝尔特桥(Storebmlt Bridge)Ⅲ4]、加拿大狮门大 不确定，需通过节段模型风洞试验对其进行评价。 桥(Lions Gate Bridge)[5]、中国西堠门大桥_6 等均出 现了明显的涡激振动现象。寻找合理的制振措施使 2 工程背景 涡激振动现象消失或将其振幅限制在允许范围之 重庆永川长江大桥主桥为半飘浮体系七跨连续 内，在桥梁的初步设计阶段是十分必要的。现代大 双塔混合梁斜拉桥，主桥全长 1 008 m，桥跨布置为 跨桥梁多采用流线型箱梁断面，拥有良好的空气动 (64+2×68+608+2×68+64)m。边跨采用混凝 力学性能，但是由于附属设施(栏杆、检修车轨道、排 土箱梁，中跨采用流线型钢箱梁，主梁全宽37．6 m， 水管道等)的存在，往往会导致主梁发生涡激振动。 高3．5 m(见图1)，桥面布置有检修道栏杆及防撞栏 现阶段研究主梁涡激振动特性的主要手段是节段模 杆，梁底安装有检修车轨道。桥塔采用混凝土结构， 型风洞试验，采用设置风嘴、导流板、抑流板等气动 永川侧塔高 196．7 m，江津侧塔高206．4 m。 措施可以彻底抑振或削弱涡激振动作用[7 ]。鲜荣 ． 3 760 I I l