一种抗风型拱桥拱肋.pdf

一种抗风型拱桥拱肋，包括拱肋，在所述拱肋上方设置顶部波纹板，在所述拱肋下方设置底部波纹板，所述的顶部波纹板、底部波纹板压缩拱肋周围的气流使气流流速加快，扰乱原拱肋下游漩涡脱落情况，减轻拱肋背风侧的升力作用，从而达到控制拱肋涡激共振的效果。所述顶部波纹板、底部波纹板沿着拱肋方向延展，其波纹的方向与拱肋方向一致。在所述拱肋上方而顶部波纹板的下方设置检修轨道；在拱肋的两支之间设置有横向连接结构。设置上、下固定连接装置分别将顶部波纹板、底部波纹板连接在拱肋上。本发明可广泛用在中承式、下承式拱桥拱肋中，减轻涡激共振对拱桥正常使用带来的影响。

1.  一种抗风型拱桥拱肋，包括拱肋，其特征在于：在所述拱肋上方设置顶部波纹板，在所述拱肋下方设置底部波纹板，所述的顶部波纹板、底部波纹板压缩拱肋周围的气流使气流流速加快，扰乱原拱肋下游漩涡脱落情况，减轻拱肋背风侧的升力作用，从而达到控制拱肋涡激共振的效果。

2.  根据权利要求1所述的抗风型拱桥拱肋，其特征在于：所述顶部波纹板、底部波纹板沿着拱肋方向延展，其波纹的方向与拱肋方向一致。

3.  根据权利要求1所述的抗风型拱桥拱肋，其特征在于：在所述拱肋上方而顶部波纹板的下方设置检修轨道为拱肋的安全检查、维修提供方便以及进一步扰乱流场；优选的，所述检修轨道设置于所述拱肋外侧。

4.  根据权利要求1所述的抗风型拱桥拱肋，其特征在于：在拱肋的两支之间设置有横向连接结构以增加拱肋的刚度及提高结构的稳定性。

5.  根据权利要求1所述的抗风型拱桥拱肋，其特征在于：设置上、下固定连接装置分别将顶部波纹板、底部波纹板牢固、安全地连接在拱肋上。

6.  根据权利要求1所述的抗风型拱桥拱肋，其特征在于：所述顶部波纹板与底部波纹板的宽度根据所处位置拱肋的宽度确定，长度根据桥梁的跨度确定，悬空高度不超过波纹板的宽度。

7.  根据权利要求1所述的抗风型拱桥拱肋，其特征在于：所述顶部波纹板设置于拱肋的上方，与拱肋的间距为0.1-0.25倍拱肋顶部宽度为宜；优选的，所述顶部波纹板与拱肋之间通过若干上固定连接装置连接，相邻两个上固定连接装置的间隔不超过三倍的拱肋宽度；优选的，所述顶部波纹板的两端以及中间三个位置均布置有至少一个上固定连接装置。

8.  根据权利要求1所述的抗风型拱桥拱肋，其特征在于：所述底部波纹板设置于拱肋的下方，与拱肋的间距为0.1-0.25倍拱肋底部宽度；优选的，所述底部波纹板与拱肋两者之间通过若干下固定连接装置连接，相邻两个下固定连接装置的间隔不超过三倍的拱肋宽度；优选的，所述底部波纹板的两端以及中间三个位置均布置有至少一个下固定连接装置。

9.  根据权利要求2所述的抗风型拱桥拱肋，其特征在于：所述顶部波纹板、底部波纹板的波纹方向与拱肋方向一致；优选的，长度为拱肋总长度的三分之一到五分之一之间；优选的，所述顶部波纹板、底部波纹板宽度分别与拱肋的顶部、底部宽度相同；优选的，所述顶部波纹板、底部波纹板为钢材；优选的，波纹板的厚度3mm-7mm之间；优选的，所述钢材的顶部波纹板、底部波纹板为自然成弧，最小曲率半径为12m。

10.  根据权利要求5所述的抗风型拱桥拱肋，其特征在于：所述上、下固定连接装置采用钢桁架的形式连接以提供足够的刚度并减少此装置对波纹板的干扰作用。

一种抗风型拱桥拱肋
技术领域
本发明属于拱桥风工程控制技术领域，涉及中承式、下承式拱桥拱肋涡激共振的控制技术。
背景技术
拱桥向着大跨度方向发展，目前主跨排名前七名的拱桥都超过500m。大跨度拱桥拱肋在成桥状态特定风场条件下会发生涡激共振，会使主梁的竖向和侧向振幅超过规范允许值，从而影响桥梁的正常使用和寿命。拱肋是拱桥主要的受力构件，控制拱肋的风振是至关重要的。然而现阶段能有效控制涡激共振的大跨度拱桥拱肋研究相对欠缺，造成涡激共振期间行车的不适。针对该技术问题，客观上需要研发新的技术来加以解决。
发明内容
本发明的目的在于根据现有技术中存在的上述问题，提供一种具有良好抗涡振性能、造价便宜、制作安装方便的拱桥拱肋，减轻中承式、下承式拱桥在特定风场条件下的涡激共振。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种抗风型拱桥拱肋，包括拱肋，在所述拱肋上方设置顶部波纹板，在所述拱肋下方设置底部波纹板，所述的顶部波纹板、底部波纹板压缩拱肋周围的气流使气流流速加快，扰乱原拱肋下游漩涡脱落情况，减轻拱肋背风侧的升力作用，从而达到控制拱肋涡激共振的效果。
进一步，所述顶部波纹板、底部波纹板沿着拱肋方向延展，其波纹的方向与拱肋方向一致。
在所述拱肋上方而顶部波纹板的下方设置检修轨道为拱肋的安全检查、维修提供方便以及进一步扰乱流场；优选的，所述检修轨道设置于所述拱肋外侧。
在拱肋的两支之间设置有横向连接结构以增加拱肋的刚度及提高结构的稳定性。
设置上、下固定连接装置分别将顶部波纹板、底部波纹板牢固、安全地连接在拱肋上。
所述顶部波纹板与底部波纹板的宽度根据所处位置拱肋的宽度确定，长度根据桥梁的跨度确定，悬空高度不超过波纹板的宽度。
所述顶部波纹板设置于拱肋的上方，与拱肋的间距为0.1-0.25倍拱肋顶部宽度为宜；优选的，所述顶部波纹板与拱肋之间通过若干上固定连接装置连接，相邻两个上固定连接装置的间隔不超过三倍的拱肋宽度；优选的，所述顶部波纹板的两端以及中间三个位置均布置有至少一个上固定连接装置；
所述底部波纹板设置于拱肋的下方，与拱肋的间距为0.1-0.25倍拱肋底部宽度；优选的，所述底部波纹板与拱肋两者之间通过若干下固定连接装置连接，相邻两个下固定连接装置的间隔不超过三倍的拱肋宽度；优选的，所述底部波纹板的两端以及中间三个位置均布置有至少一个下固定连接装置；
所述顶部波纹板、底部波纹板的波纹方向与拱肋方向一致；优选的，长度为拱肋总长度的三分之一到五分之一之间；优选的，所述顶部波纹板、底部波纹板宽度分别与拱肋的顶部、底部宽度相同；优选的，所述顶部波纹板、底部波纹板为钢材；优选的，波纹板的厚度3mm-7mm之间；优选的，所述钢材的顶部波纹板、底部波纹板为自然成弧，最小曲率半径为12m。
所述上、下固定连接装置采用钢桁架的形式连接以提供足够的刚度并减少此装置对波纹板的干扰作用。
由于采用上述方案，本发明的有益效果是：通过顶部波纹板、底部波纹板扰乱原拱肋漩涡脱落频率而达到控制风振的效果。本发明构造简单、加工方便，可在大跨度拱桥中广泛应用，具有良好的市场前景。
附图说明
图1是本发明实施例剖面图。
图2是本发明实施例主视图。
图中：1拱肋；2顶部波纹板；3底部波纹板；4检修轨道；5横向连接结构；6上固定连接装置；7下固定连接装置。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
如图1、图2所示，本发明一种抗风型拱桥拱肋，包括拱肋1、顶部波纹板2、底部波纹板3、检修轨道4、横向连接结构5、固定连接装置6。
顶部波纹板2设置于拱肋1的上方与拱肋1的间距以0.1-0.25倍拱肋顶部宽度为宜，距离太近波纹板扰乱原断面漩涡脱落情况不明显，距离太远压缩气流的效果不理想，两者之间通过若干上固定连接装置6连接，布置的间隔不宜超过三倍的拱肋宽度并且顶部波纹板2的 两端以及中间三个位置都要布置上固定连接装置6，；检修轨道4设置于拱肋1之上而在顶部波纹板2的下方；
底部波纹板3设置于拱肋1的下方与拱肋1的间距以0.1-0.25倍拱肋底部宽度为宜，距离太近波纹板扰乱原断面漩涡脱落情况不明显，距离太远压缩气流的效果不理想，两者之间通过若干下固定连接装置7连接，布置的间隔不宜超过三倍的拱肋宽度并且底部波纹板3的两端以及中间三个位置都要布置下固定连接装置7；
通过横向连接结构5将拱肋的两支连接在一起，增加拱肋的刚度，提高结构的稳定性。
顶部波纹板2、底部波纹板3压缩拱肋周围的气流使气流流速加快，扰乱原拱肋下游漩涡脱落情况，减轻拱肋1背风侧的升力作用，从而达到控制拱肋1涡激共振的效果。
顶部波纹板2、底部波纹板3设计为波纹方向与拱肋方向一致，顶部波纹板2、底部波纹板3沿着拱肋方向延展；长度一般为拱肋总长度的三分之一到五分之一之间，具体长度根据实际桥梁的情况确定。波纹板的作用是使气流经过时，达到压缩气流的作用，这样漩涡脱落可以被扰乱。顶部波纹板2、底部波纹板3宽度分别与拱肋的顶部、底部宽度相同，材质方面要保证足够的强度，以钢材为宜；波纹板的厚度在3mm-7mm之间；波纹板选用钢材时应满足自然成弧，最小曲率半径为12m。
检修轨道4可以为拱肋的安全检查以及维修提供方便，同时也可以进一步扰乱流场。检修轨道4按照现有检修轨道设计方法设计，在设计时选择检修轨道尽可能位于拱肋外侧。
上、下固定连接装置6、7将顶部波纹板2、底部波纹板3牢固、安全地连接在拱肋上。上、下固定连接装置6、7采用钢桁架的形式连接，可以提供足够的刚度，并可能减少此装置对波纹板的干扰作用。
本发明为抗风性良好的拱桥拱肋，在原有拱肋断面上进行的改进。顶部波纹板和底部波纹板为带有波纹且刚度较大的薄板，通过固定连接装置安全、稳定地固定在拱肋上。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。