[发明专利]控制分体式钢箱梁桥梁的主梁涡激振动的格栅结构

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，是一种控制分体式钢箱梁桥梁的主梁涡激振动的格栅结构。

背景技术

分体式钢箱梁是一种桥梁的主梁形式，这类主梁在浙江舟山连岛工程西堠门大桥、香港昂船洲大桥、青岛海湾大桥大沽河航道桥等多座桥梁中采用。风洞试验结果显示，采用分体式钢箱梁作为主梁的桥梁，在一定条件下主梁可能会发生较大振幅的涡激振动，需要采取有效措施进行振动控制。

桥梁主梁的涡激振动是在一定条件下，由于气流通过主梁时所产生的有规律性的旋涡脱落引起的振动现象。桥梁主梁的涡激振动将会给桥梁结构安全和行车舒适性造成重要威胁，必须采取一定的措施进行有效控制。

桥梁主梁涡激振动的控制措施主要有机械阻尼措施和气动控制措施。机械阻尼措施如调谐质量阻尼器、调谐液体阻尼器等，气动控制措施如导流板、扰流板、风嘴等。目前采用分体式钢箱梁作为主梁的桥梁，通常采用导流板来控制主梁的涡激振动，如浙江舟山连岛工程西堠门大桥、香港昂船洲大桥等。

研究表明，对于采用分体式钢箱梁作为主梁的桥梁，一般情况下导流板的制振效果比较好。但对于某些采用分体式钢箱梁的桥梁，导流板的控制效果不明显，为了将涡激振动的振幅控制在可接受的范围之内，导流板的尺寸需要做得比较大，这样将会导致结构构造复杂，且经济费用较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种控制分体式钢箱梁桥梁的主梁涡激振动的格栅结构，该格栅结构是一种气动控制措施，能够有效控制分体式钢箱梁的涡激振动的振幅。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种控制分体式钢箱梁桥梁的主梁涡激振动的格栅结构，包括格栅和格栅支撑架；其格栅固接在格栅支撑架的上表面，位于分体式钢箱梁的中央开槽的顶部；格栅结构的顶面与分体式钢箱梁的顶面平齐，其周缘固定在分体式钢箱梁的钢箱梁和连接横梁侧面；格栅结构沿桥梁的纵向布置，在分体式钢箱梁的连接横梁处断开，纵向布置区域的长度为桥梁主跨长度的1/2～1倍；格栅结构的透空率为40％～80％。

所述的格栅结构，其格栅的材料为钢材或玻璃纤维增强塑料；格栅支撑架的材料为钢材。

所述的格栅结构，其所述格栅与格栅支撑架之间通过焊接或栓接进行牢固连接；格栅结构与分体式钢箱梁的钢箱梁和连接横梁侧面之间通过焊接或栓接进行牢固连接。

所述的格栅结构，其所述格栅的平面布置形式为“井”字形；格栅支撑架的平面布置形式为“井”字形或“米”字形，其横截面形式为工字形或矩形。

本发明针对现有分体式钢箱梁桥梁的主梁涡激振动控制措施中存在的一些不足，通过在分体式钢箱梁的中央开槽处安装格栅结构来改变分体式钢箱梁的空气绕流形态，抑制空气流过分体式钢箱梁时所产生的旋涡，从而有效控制分体式钢箱梁的涡激振动，而且结构简单、安装方便和经济性能好。

附图说明

图1本发明控制分体式钢箱梁桥梁的主梁涡激振动的格栅结构示意图；

图2本发明控制分体式钢箱梁桥梁的主梁涡激振动的格栅结构沿桥梁纵向布置示意图；

图3a、图3b为本发明格栅结构的格栅与格栅支撑架之间相互关系示意图；

图4本发明的“井”字形格栅支撑架结构示意图；

图5本发明的“米”字形格栅支撑架结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

见图1～5，为本发明控制分体式钢箱梁桥梁的主梁涡激振动的格栅结构，以控制分体式钢箱梁桥梁主梁涡激振动的振幅。其中：格栅结构1；格栅2；格栅支撑架3；分体式钢箱梁4；中央开槽5；钢箱梁6；连接横梁7；桥梁8；格栅结构的长度A；格栅结构的宽度B；格栅的高度h₁；格栅支撑架的高度h₂；格栅结构布置区域长度L1；桥梁主跨长度L。

格栅结构1包括格栅2和格栅支撑架3。格栅2的高度为h₁(h₁＝0.04～0.4m)、透空率为30％～90％，其材料可为钢材、玻璃纤维增强塑料(Fiberglass-Reinforced Plastics)或其它复合材料。格栅支撑架3的高度为h₂(h₂＝0.4～2.0m)，其平面布置形式可为“井”字形或“米”字形，其横截面形式可为工字形或矩形，其材料为钢材。格栅2密贴在格栅支撑架3的上方，二者之间通过焊接或栓接进行牢固连接。