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题名大跨度双幅非对称平行主梁涡激振动干扰效应研究
被引量：4
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作者
宋玉冰
遆子龙
杨凌
李永乐
李泽腾
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机构
西南交通大学桥梁智能与绿色建造全国重点实验室
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2024年第7期1-9,29,共10页
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基金
国家自然科学基金(52008349)
中国博士后科学基金(2020M683356,2021T140573)
四川省自然科学基金(2022NSFSC1163)。
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文摘
在双幅式桥梁的建设中,公路与铁路同层并排布置的大跨双幅非对称主梁属于较特殊的设计。由于公路桥与铁路桥的动力特性不一致、主梁尾流特性差异较大以及非对称双梁间存在特殊且显著的气动干扰,使得非对称双幅主梁的涡激振动特性更为复杂。为系统探究干扰效应对主梁涡振性能的影响,以一座大跨度公铁两用双幅桥为研究背景,开展了双幅主梁涡激振动风洞试验与流固耦合数值模拟,其中公路梁为Π型叠合梁,铁路梁为流线型箱梁。研究结果表明:公路梁位于迎风侧时出现了较大幅值的竖弯和扭转振动,且风速区间与结构振动频率具有典型涡振“锁定”特征,而位于背风侧时,振动现象基本消失;铁路梁位于迎风侧时未见明显振动现象,而位于背风侧时,试验观察到了大幅振动,且振幅具有迅速上升又迅速下落的特点,无明显“锁定”区间。数值流场表明,公路位于不同位置处(迎、背风侧)时,主梁附近涡结构的尺度与分布均有明显不同。当位于迎风侧时,下桥面腔内大尺度漩涡的存在以及涡结构的周期性变化是位于迎风侧时产生涡振的主要原因;当位于背风侧时,受干扰效应影响,下桥面腔内漩涡尺度减小,升力振荡频率改变,涡振锁定现象消失。铁路附近流场及压力分布表明:当位于迎风侧时,主梁附近流场稳定,自激升力近似为直流力;当位于背风侧时,受公路尾流的干扰,铁路表面存在较大面积的负压区,公路尾流的脉动导致了铁路气动升力的振荡,因而产生了大幅振动。研究了双幅非对称平行主梁间气动干扰效应对涡振性能的影响,揭示了涡振及气动干扰机理,为类似桥梁的工程设计提供了参考依据。
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关键词
桥梁工程
非对称双幅主梁
气动干扰
涡激振动(VIV)
风洞试验
数值模拟
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Keywords
bridge engineering
asymmetrical twin decks
aerodynamic interference
vortex induced vibration(VIV)
wind tunnel test
numerical simulation
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分类号
U441.3
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
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