山区Π形梁斜拉桥涡振气动优化试验研究

摘要

针对山区峡谷大风攻角导致的桥梁涡振问题，该文通过风洞试验研究了某山区峡谷大风攻角下Π形钢混组合梁斜拉桥的涡振动力特性及其气动抑涡措施。首先，建立桥梁有限元模型，分析了成桥态和施工态下桥梁动力特性；其次，基于相似理论设计制作了1∶50的精细节段模型，分析了±3°、0°三个常规风攻角以及±5°大风攻角下原主梁涡振性能；然后，研究了L形导流板、风嘴、下稳定板等气动单措施及其组合对Π形主梁涡振性能的影响；最后，提出了最优气动措施及其提升效果。研究发现：Π形梁斜拉桥的涡振性能较差，低风速下5个典型风攻角均出现了明显的涡振现象；气动单措施无法有效控制Π形主梁涡振；采用1^#风嘴+下稳定板气动组合措施抑涡效果极佳，其对应的涡激响应位移可降低95%以上。该研究成果可为类似实际工程提供参考。

关键词

桥梁工程 / 气动抑振措施 / 风洞试验 / 涡激振动 / Π形截面梁 / 钢混组合梁斜拉桥