一種測(cè)試風(fēng)雨聯(lián)合作用下橋梁主梁靜力三分量的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種測(cè)試風(fēng)雨聯(lián)合作用下橋梁主梁靜力三分量的方法，包括以下步驟：在風(fēng)洞中將主梁節(jié)段模型水平放置，在其下面安裝2根豎向連桿，使每根連桿上端與節(jié)段模型底面固端連接，下端各與一個(gè)測(cè)力天平連接；在風(fēng)雨共同作用下測(cè)出兩個(gè)天平的水平力和豎直力，它們的水平力之和、豎直力之和、背風(fēng)側(cè)與迎風(fēng)側(cè)天平的豎直力之差與兩連桿間距的乘積，除以節(jié)段模型長度就分別獲得了阻力 D 、升力 L 和升力矩 M 。通過該方法可以實(shí)現(xiàn)在節(jié)段模型風(fēng)洞試驗(yàn)中測(cè)試風(fēng)雨聯(lián)合作用下的主梁靜力三分量。
【專利說明】一種測(cè)試風(fēng)雨聯(lián)合作用下橋梁主梁靜力三分量的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)和研宄領(lǐng)域，具體涉及一種測(cè)試風(fēng)雨聯(lián)合作用下橋梁主梁靜力三分量的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)的不斷進(jìn)步，橋梁結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出大跨化和輕柔化的發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)構(gòu)剛度和阻尼不斷降低，這使得大跨橋梁結(jié)構(gòu)對(duì)風(fēng)的敏感性更加突出。風(fēng)對(duì)橋梁的作用包括靜力作用和動(dòng)力作用，風(fēng)致靜力作用又包括靜風(fēng)荷載作用與風(fēng)致靜力失穩(wěn)，與動(dòng)力失穩(wěn)相比，靜力失穩(wěn)發(fā)生前沒有任何先兆，突發(fā)性強(qiáng)，破壞性更大。因此，風(fēng)致靜力作用具有重要的研宄價(jià)值。
[0003]傳統(tǒng)的橋梁結(jié)構(gòu)靜力作用的研宄都是基于均勻來流風(fēng)場，然而，對(duì)于建設(shè)在臺(tái)風(fēng)頻繁侵襲區(qū)域的大跨度橋梁結(jié)構(gòu)來說，強(qiáng)風(fēng)常常伴隨著降雨，特別對(duì)于臺(tái)風(fēng)天氣，強(qiáng)風(fēng)與暴雨耦合更是其主要特征。大跨橋梁結(jié)構(gòu)處于風(fēng)雨聯(lián)合作用時(shí)，單一考慮風(fēng)場進(jìn)行風(fēng)致作用分析得出的結(jié)論與實(shí)際有一定的偏差，其原因在于雨場的存在以及雨場和風(fēng)場的相互耦合作用。因此，在進(jìn)行橋梁風(fēng)致靜力作用分析時(shí)考慮降雨的影響更符合客觀實(shí)際。
[0004]在風(fēng)雨聯(lián)合作用下，橋梁的主梁斷面受到的單位長度的靜力荷載有三個(gè)分量:阻力D、升力L和升力矩M (如圖1所示)。為測(cè)出這三個(gè)分量，需在風(fēng)洞中利用節(jié)段模型進(jìn)行測(cè)力試驗(yàn)。在傳統(tǒng)的僅考慮風(fēng)作用的測(cè)力試驗(yàn)中，一般將主梁的節(jié)段模型豎直立于測(cè)力天平之上。這種方法不能適用于風(fēng)雨聯(lián)合作用下的測(cè)力試驗(yàn)，因?yàn)樵谠摲椒ㄖ杏甑姆较蚺c橋面是平行的，與實(shí)際情況(雨與橋面垂直)不符。
[0005]因此，需要一種測(cè)試風(fēng)雨聯(lián)合作用下橋梁主梁靜力三分量的方法以解決上述問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明目的:本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中沒有大跨度平行雙幅橋梁的缺陷，提供一種測(cè)試風(fēng)雨聯(lián)合作用下橋梁主梁靜力三分量的方法。
[0007]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的測(cè)試風(fēng)雨聯(lián)合作用下橋梁主梁靜力三分量的方法采用如下技術(shù)方案:
一種測(cè)試風(fēng)雨聯(lián)合作用下橋梁主梁靜力三分量的方法，包括以下步驟:
1)、在風(fēng)洞中將主梁節(jié)段模型水平放置，在所述主梁節(jié)段模型的下方豎直設(shè)置第一連桿和第二連桿，所述第一連桿和第二連桿的上端均與所述主梁節(jié)段模型的底面固端連接，所述第一連桿和第二連桿的下端分別連接第一測(cè)力天平和第二測(cè)力天平，令第一測(cè)力天平和第二測(cè)力天平的數(shù)據(jù)歸零，其中，第一測(cè)力天平為背風(fēng)側(cè)測(cè)力天平，第二測(cè)力天平為迎風(fēng)側(cè)測(cè)力天平；
2)、開啟風(fēng)機(jī)和降雨設(shè)備，使風(fēng)雨共同作用于所述主梁節(jié)段模型，測(cè)出背風(fēng)側(cè)測(cè)力天平的水平力Λ和豎直力I測(cè)出迎風(fēng)側(cè)測(cè)力天平的水平力乃和豎直力φ 3)、設(shè)主梁節(jié)段模型長度為A主梁受到的風(fēng)雨共同作用下的靜力三分量通過下式計(jì)算得到:
時(shí)神/ s L=(Ql+Q^) / s M=(Q1-Q2) a/ s
其中，AZ和別為主梁受到的阻力、升力和升力矩，Λ和M分別為背風(fēng)側(cè)測(cè)力天平的水平力和豎直力，6和兌分別為迎風(fēng)側(cè)測(cè)力天平的水平力和豎直力，a為第一連桿和第二連桿的間距。
[0008]更進(jìn)一步的，所述第一連桿和第二連桿分別位于所述主梁節(jié)段模型的中間兩側(cè)。
[0009]更進(jìn)一步的，所述第一連桿和第二連桿與所述主梁節(jié)段模型中間的距離相等。
[0010]有益效果:本發(fā)明的測(cè)試風(fēng)雨聯(lián)合作用下橋梁主梁靜力三分量的方法簡單易行，可以方便實(shí)現(xiàn)在節(jié)段模型風(fēng)洞試驗(yàn)中測(cè)試風(fēng)雨聯(lián)合作用下的主梁靜力三分量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為橋梁主梁斷面的靜力三分量；
圖2為試驗(yàn)裝置的布置示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
實(shí)施例
[0013]一種測(cè)試風(fēng)雨聯(lián)合作用下橋梁主梁靜力三分量的方法，包括以下步驟:
1)、在風(fēng)洞中將主梁節(jié)段模型水平放置，在主梁節(jié)段模型的下方豎直設(shè)置第一連桿和第二連桿，第一連桿和第二連桿的上端均與主梁節(jié)段模型的底面固端連接，第一連桿和第二連桿的下端分別連接第一測(cè)力天平和第二測(cè)力天平，令第一測(cè)力天平和第二測(cè)力天平的數(shù)據(jù)歸零，其中，第一測(cè)力天平為背風(fēng)側(cè)測(cè)力天平，第二測(cè)力天平為迎風(fēng)側(cè)測(cè)力天平。第一連桿和第二連桿分別位于主梁節(jié)段模型的中間兩側(cè)。第一連桿和第二連桿與主梁節(jié)段模型中間的距離相等。
[0014]2)、開啟風(fēng)機(jī)和降雨設(shè)備，使風(fēng)雨共同作用于主梁節(jié)段模型，測(cè)出背風(fēng)側(cè)測(cè)力天平的水平力Λ和豎直力I測(cè)出迎風(fēng)側(cè)測(cè)力天平的水平力乃和豎直力φ
3)、設(shè)主梁節(jié)段模型長度為A主梁受到的風(fēng)雨共同作用下的靜力三分量通過下式計(jì)算得到:
時(shí)神/ s L=(Ql+Q^) / s M=(Q1-Q2) a/ s
其中，AZ和別為主梁受到的阻力、升力和升力矩，Λ和M分別為背風(fēng)側(cè)測(cè)力天平的水平力和豎直力，6和兌分別為迎風(fēng)側(cè)測(cè)力天平的水平力和豎直力，a為第一連桿和第二連桿的間距。
[0015]本發(fā)明的測(cè)試風(fēng)雨聯(lián)合作用下橋梁主梁靜力三分量的方法簡單易行，可以方便實(shí)現(xiàn)在節(jié)段模型風(fēng)洞試驗(yàn)中測(cè)試風(fēng)雨聯(lián)合作用下的主梁靜力三分量。
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)試風(fēng)雨聯(lián)合作用下橋梁主梁靜力三分量的方法，其特征在于，包括以下步驟: 0、在風(fēng)洞中將主梁節(jié)段模型水平放置，在所述主梁節(jié)段模型的下方豎直設(shè)置第一連桿和第二連桿，所述第一連桿和第二連桿的上端均與所述主梁節(jié)段模型的底面固端連接，所述第一連桿和第二連桿的下端分別連接第一測(cè)力天平和第二測(cè)力天平，令第一測(cè)力天平和第二測(cè)力天平的數(shù)據(jù)歸零，其中，第一測(cè)力天平為背風(fēng)側(cè)測(cè)力天平，第二測(cè)力天平為迎風(fēng)側(cè)測(cè)力天平； 開啟風(fēng)機(jī)和降雨設(shè)備，使風(fēng)雨共同作用于所述主梁節(jié)段模型，測(cè)出背風(fēng)側(cè)測(cè)力天平的水平力乃和豎直力4，測(cè)出迎風(fēng)側(cè)測(cè)力天平的水平力乃和豎直力兌； 設(shè)主梁節(jié)段模型長度為5，主梁受到的風(fēng)雨共同作用下的靜力三分量通過下式計(jì)算得到: 時(shí)神/ 8 1=^0^0^)/8 其中，從2和別為主梁受到的阻力、升力和升力矩，0和0分別為背風(fēng)側(cè)測(cè)力天平的水平力和豎直力，6和兌分別為迎風(fēng)側(cè)測(cè)力天平的水平力和豎直力，^為第一連桿和第二連桿的間距。
2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)試風(fēng)雨聯(lián)合作用下橋梁主梁靜力三分量的方法，其特征在于，所述第一連桿和第二連桿分別位于所述主梁節(jié)段模型的中間兩側(cè)。
3.如權(quán)利要求2所述的測(cè)試風(fēng)雨聯(lián)合作用下橋梁主梁靜力三分量的方法，其特征在于，所述第一連桿和第二連桿與所述主梁節(jié)段模型中間的距離相等。
【文檔編號(hào)】G01L5/16GK104502052SQ201410717021
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】張文明 申請(qǐng)人:東南大學(xué)