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两种新型气动措施对分离式双箱梁涡振特性的影响
| 论文题名： | 两种新型气动措施对分离式双箱梁涡振特性的影响 |
| 关键词： | 分离式双箱梁;涡激振动;风洞试验;倒L型导流板;双下中央稳定板;数值模拟 |
| 摘要： | 分离式双箱梁断面由于其优越的颤振性能，越来越多的被应用于大跨径桥梁设计中。但该断面易产生涡激振动，选取合适的抑振措施成为研究的重点。本文采取同步测压测振试验以及数值模拟的方法，对两种新型气动措施—倒L型导流板、双下中央稳定板以及两者组合作用下分离式双箱梁涡振特性进行研究。主要研究内容如下： 通过对增加不同尺寸的倒L型导流板和双下中央稳定板措施断面进行测振试验，得到模型的振动响应。发现分离式双箱梁原断面易发生涡激振动，竖弯和扭转涡振均会出现。通过试验结果分析，发现倒L型导流板对扭转涡振有较好的抑制效果。水平板宽度起主要作用，当水平板宽度与梁宽之比b/B大于0.054后，可消除第一个扭转涡振区间；b/B大于0.076后，可抑制第二个扭转涡振区间的振幅。但尺寸与抑振效果并非完全线性关系，在试验中发现较小尺寸也会达到较好的效果。双下中央稳定板高度与梁高之比wh/H=0.175-0.351，间距与槽宽之比wb/CB=0.25时可有效抑制竖弯涡振。将两种措施选择合适尺寸进行组合，便可抑制分离式双箱梁的涡振现象。 对于不同尺寸气动措施断面进行同步测压测振试验，得到模型表面压力及气动力分布规律等。分析发现倒L型导流板和双下中央稳定板，对下游箱梁表面压力特性影响较大。有效抑振措施对于断面的表面压力及气动力的影响主要在于箱梁上下表面远离形心位置，这些位置处的气动力被削弱从而抑制了断面的涡振现象。 对于不同尺寸气动措施断面进行数值模拟，分析其周期内流线的变化。发现倒L型导流板会使上游箱梁上表面气流分离现象减弱；双下中央稳定板会将中央开槽处的旋涡打散，下游箱梁上表面旋涡位置后移，下表面出现新的旋涡结构。结果与测压结果基本吻合，说明倒L型导流板和双下中央稳定板改变了这些位置的流场特性，抑制了涡振现象。 |
| 作者： | 肖天宝 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 李加武 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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