專利名稱：一種提高橋梁氣動性能的風鰭板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于橋梁工程領域，尤其涉及一種提高橋梁氣動性能的風鰭板。
背景技術：
提高橋梁氣動措施能夠有效地打破大尺度分離流漩渦，從而有效地抑制不利的渦 振，或者達到提高馳振和顫振穩(wěn)定性的作用。施加該氣動措施之后可能會增加結構的風荷 載，因此針對具體情況可以通過物理風洞試驗或者數值風洞試驗加以考慮。目前在國內和 國際上雖有一系列能夠提高橋梁氣動性能的各種措施，卻沒有見到類似本發(fā)明的安裝在主 梁腹板或橋塔壁板的類似報道。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種提高橋梁氣動性能的風鰭板，能夠顯著改善橋梁結 構、或構件的渦激振動性能、馳振穩(wěn)定性能、顫振穩(wěn)定性能。為達到以上目的，本發(fā)明所采用的解決方案是一種提高橋梁氣動性能的風鰭板，其以一定的夾角安裝于主體結構的附屬結構 上。所述風鰭板沿著主體結構延展方向等截面設計或者分多段間隔安裝在主體結構 上。所述主體結構是橋梁主梁，附屬結構則是主梁的腹板，其中橋梁主梁是鋼箱梁或 混凝土箱梁，腹板是直腹板或斜腹板。所述主體結構是橋塔，附屬結構則是橋塔的塔柱壁板。所述夾角范圍為30° 150°。所述風鰭板與主體結構的附屬結構之間采用焊接或者高強螺栓鉚接。所述風鰭板與附屬結構之間設有風鰭板底座。所述風鰭板上設有風鰭板加勁肋。由于采用了上述方案，本發(fā)明具有以下特點一、極大地提高橋梁的顫振穩(wěn)定性。使用本發(fā)明的橋梁主梁，能夠極大地提高橋梁的顫振穩(wěn)定性，提高橋梁的顫振安 全儲備。二、可以極大地提高橋梁的馳振穩(wěn)定性。鋼橋塔或者鋼箱梁在空氣作用下可能發(fā)生馳振不穩(wěn)定性，使用本發(fā)明之后，可以 抑制馳振的發(fā)生或者提高馳振發(fā)生風速，從而提高橋梁的馳振安全儲備。三、可以抑制或降低橋塔、主梁的渦激振動性能。本發(fā)明提出的一種能夠提高橋梁氣動性能的風鰭板措施能夠有效地改變主梁的 氣動外形，能夠抑制或降低橋塔、主梁的渦激振動性能。


圖1 (a)為風鰭板與主體結構箱梁(直腹板箱梁)的腹板的連接橫斷面示意圖。圖1 (b)為風鰭板與主體結構箱梁(斜腹板箱梁)的腹板的連接橫斷面示意圖。圖1 (c)為風鰭板與主體橋塔斷面(斜腹板箱梁)的壁板的連接橫斷面示意圖。圖2(a)為風鰭板與主體結構沿著主體結構延展方向等截面設計的結構示意圖。圖2(b)為風鰭板與主體結構沿著主體結構延展方向多段間隔布置的結構示意 圖。圖3 (a)為風鰭板與主體結構在設有風鰭板底座的情況下采用焊接形式連接的示 意圖。圖3(b)為風鰭板與主體結構在無風鰭板底座的情況下直接采用焊接形式連接的 示意圖。圖3(c)為風鰭板與主體結構在設有風鰭板底座的情況下采用螺旋連接的示意 圖。圖4(a)為風鰭板與主體結構在設有風鰭板底座的情況下采用風鰭板加勁肋的連 接形式的示意圖。圖4(b)為風鰭板與主體結構在無風鰭板底座的情況下采用風鰭板加勁肋的連接 形式的示意圖。圖5 (a)為設置風鰭板提高結構氣動性能的原理示意圖(未增設風鰭板之前大尺 度漩渦)。圖5(b)為設置風鰭板提高結構氣動性能的原理示意圖(增設風鰭板之后大尺度 漩渦被破壞，甚至消除)。
具體實施例方式以下結合附圖所示實施例對本發(fā)明作進一步的說明。本發(fā)明提高橋梁氣動性能的風鰭板，其設計了一種風鰭板1，具體是其安裝在主體 結構的附屬結構上，而且是一個以一定的夾角安裝于附屬結構上的板。實際設計過程中，由 于主體結構一般是某個方向上很長的構件，因此風鰭板1可以沿著主體結構延展方向等截 面設計?；蛘咭部梢允遣糠职惭b在主體結構上，請參閱圖2，其中(a)為通長安裝，(b)為部 分安裝。如圖3所示，風鰭板1與主體結構的附屬結構之間可以通過以下方式連接焊接； 高強螺栓鉚接，其中，(a)為焊接，(b)為焊接，(c)為栓接。當通過焊接或栓接形式固定時， 有時需要通過增設風鰭板底座11以加強風鰭板與附屬結構連接。當風鰭板1寬度較大時， 可以增設風鰭板加勁肋12，布置形式如下圖4所示，其中，(a)設有風鰭板底座，(b)不設風 鰭板底座。前述主體結構可以是橋梁主梁2，風鰭板1所安裝的附屬結構則是主梁的腹板3， 其中橋梁主梁2是鋼箱梁或混凝土箱梁，腹板3可以是直腹板或斜腹板。前述主體結構也 可以是橋塔4，風鰭板1所安裝的附屬結構則是橋塔的塔柱壁板5。具體如圖1所示，其中， (a)、(b)為主體結構是橋梁主梁，(c)為主體結構是橋塔。本發(fā)明提出的風鰭板可以垂直于主梁腹板、或橋塔壁板，也可以以一定的夾角安裝在腹板或壁板上，該夾角范圍為30° 150°。本橋梁斷面的渦振一般是大尺度的漩渦激勵產生，大量研究表明結構構件的馳振 與穩(wěn)定性也與漩渦脫落產生的渦脫力對結構產生正激勵有關。在未增設風鰭板之前，受氣 流分離的影響，會在構件表面形成多個漩渦，這些漩渦的在構件表面形成、漂移、和消失的 過程中，會使得構件產生不利的渦振，甚至產生馳振或顫振失穩(wěn)現象。當增設風鰭板之后， 大尺度的漩渦被打碎，或形成小尺度的漩渦、或漩渦被消除，由此就會破壞了渦振、馳振以 及顫振的發(fā)生內因，即達到了抑制或消除渦振、提高馳振或顫振穩(wěn)定性的目的。上述的對實施例的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能理解和應用本發(fā) 明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的 一般原理應用到其他實施例中而不必經過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實施 例，本領域技術人員根據本發(fā)明的揭示，對于本發(fā)明做出的改進和修改都應該在本發(fā)明的 保護范圍之內。
權利要求
一種提高橋梁氣動性能的風鰭板，其特征在于其以一定的夾角安裝于主體結構的附屬結構上。
2.如權利要求1所述的提高橋梁氣動性能的風鰭板，其特征在于所述風鰭板沿著主 體結構延展方向等截面設計或者分多段間隔安裝在主體結構上。
3.如權利要求1所述的提高橋梁氣動性能的風鰭板，其特征在于所述主體結構是橋 梁主梁，附屬結構則是主梁的腹板，其中橋梁主梁是鋼箱梁或混凝土箱梁，腹板是直腹板或 斜腹板。
4.如權利要求1所述的提高橋梁氣動性能的風鰭板，其特征在于所述主體結構是橋 塔，附屬結構則是橋塔的塔柱壁板。
5.如權利要求1所述的提高橋梁氣動性能的風鰭板，其特征在于所述夾角范圍為 30° 150°。
6.如權利要求1所述的提高橋梁氣動性能的風鰭板，其特征在于所述風鰭板與主體 結構的附屬結構之間采用焊接或者高強螺栓鉚接。
7.如權利要求1或2所述的提高橋梁氣動性能的風鰭板，其特征在于所述風鰭板與 附屬結構之間設有風鰭板底座。
8.如權利要求1或2所述的提高橋梁氣動性能的風鰭板，其特征在于所述風鰭板上 設有風鰭板加勁肋。
9.如權利要求7所述的提高橋梁氣動性能的風鰭板，其特征在于所述風鰭板上設有 風鰭板加勁肋。
全文摘要
本發(fā)明一種提高橋梁氣動性能的風鰭板，其以一定的夾角安裝于主體結構的附屬結構上，風鰭板可以沿著主體結構延展方向等截面設計或者分多段間隔安裝在主體結構上。主體結構可以是橋梁主梁，附屬結構則是主梁的腹板，其中橋梁主梁是鋼箱梁或混凝土箱梁，腹板是直腹板或斜腹板。主體結構也可以是橋塔，附屬結構則是橋塔的塔柱壁板。本發(fā)明能夠極大地改善橋梁的氣動性能，提高顫振穩(wěn)定性、馳振穩(wěn)定性，有效地降低或抑制渦激振動的發(fā)生，從而能夠提高橋梁的抗風性能，可廣泛地應用于橋梁的主梁、橋塔等構件之上。
文檔編號E01D19/14GK101892625SQ201010234428
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月23日 優(yōu)先權日2010年7月23日
發(fā)明者王達磊, 胡曉紅, 艾輝林, 馬如進 申請人:同濟大學