搭载给水管的宽幅流线型钢箱梁涡振性能及抑振措施研究

为研究给水管不同设置位置对宽幅流线型钢箱梁的涡振性能影响及涡振抑制措施，以某大跨度扁平钢箱梁斜拉桥为研究对象，制作缩尺比为1:50的钢箱梁刚性节段模型进行风洞试验和数值模拟计算。首先对比分析了风攻角为0°、±3°时，给水管设置在主梁风嘴内(Ⅰ型)和设置在桥面上(Ⅱ型)两种不同断面形式的主梁涡振特性；并采用数值模拟探究了给水管对主梁涡振性能影响的作用机理。其次，研究了结构阻尼比对Ⅰ型断面主梁涡振性能的影响；最后，通过试验测试了栏杆透风率、栏杆抑流板等气动措施对Ⅰ型断面主梁涡振性能的影响。试验结果表明：给水管是涡振敏感构件，对于Ⅰ型断面，风攻角为-3°时，主梁未出现涡振现象；风攻角为0°时，有小幅涡振响应；风攻角为+3°时，出现明显的涡振现象；Ⅱ型断面主梁无涡振现象发生。数值模拟结果显示，给水管放置在主梁外部可以有效降低上表面旋涡的尺寸，从而抑制涡振的产生。增大结构阻尼比可以有效抑制主梁的涡振；改变栏杆透风率抑振效果不明显；设置抑流板对抑振效果明显。