水平稳定板对大宽高比扁平钢箱梁涡振性能影响研究

为改善大宽高比扁平钢箱梁的涡振性能,研究在风嘴处设置水平稳定板对该类钢箱梁断面涡激振动的影响。进行3座主梁宽高比分别为10、10.3与11.5的闭口扁平钢箱梁大跨度桥梁节段模型风洞试验,对比水平稳定板对各断面涡振性能的改善作用,并采用CFD技术模拟断面流场的方法分析了水平稳定板的抑振机理。结果表明:各扁平钢箱梁均存在明显涡振现象,在风嘴处设置水平稳定板能够显著降低甚至消除各扁平钢箱梁在不同风攻角下的涡激振动;对于宽高比为10与11.5的扁平钢箱梁断面,设置长度为1/40主梁宽度的水平稳定板对梁体的涡振性能提升效果明显;水平稳定板能够显著降低扁平钢箱梁上游上表面处旋涡尺寸,从而达到抑制主梁涡振的效果。

分体式主梁桥梁颤振稳定性流固耦合数值计算研究

通过对计算流体力学商用软件FLUENT二次开发,建立了二维弯曲和扭转流固耦合数值仿真计算模型,研究6种钢箱梁桥梁方案的颤振稳定性:①整体钢箱梁;②~④不同中央开槽率的钢箱梁(开槽率分别为20%,40%和100%);⑤中央开槽与中央稳定板组合钢箱梁;⑥中央开槽与中央稳定板和水平稳定板组合钢箱梁。数值计算结果表明,对于颤振稳定性,中央开槽钢箱梁优于整体式钢箱梁;在假定主梁截面特性及桥梁自振频率不变的条件下,适当的开槽率可以使钢箱梁颤振临界风速达到最高;中央开槽与中央稳定板和水平稳定板组合钢箱梁可进一步提高桥梁颤振临界风速。数值仿真计算结果和风洞试验结果基本吻合。