大跨度桥梁中央开槽颤振控制效果和机理研究

摘要

采用理论分析结合风洞试验的方法,对中央开槽这种已经在大跨度桥梁设计和建设中逐步得到应用的颤振控制措施的控制效果和控制机理进行研究.选取5种不同气动外形的基本断面,采取2种开槽宽度分别对其进行中央开槽处理.对全部5个系列15种断面开展节段模型风洞试验,并应用二维三自由度耦合颤振分析方法,对各断面开槽前后颤振性能、颤振驱动机理和颤振形态的变化规律进行分析.研究结果表明,中央开槽并不总是能提高结构的颤振稳定性能,其控制效果同基本断面的气动外形以及开槽宽度密切相关,当槽宽不恰当时中央开槽的控制效果会严重削弱,而对气动外形比较钝化的断面采用中央开槽后其颤振性能反而会恶化.对控制机理的理论分析表明,这种控制效果差异的原因在于各断面气动阻尼的形成和随风速发展规律存在明显差别,而颤振形态特别是竖向自由度的参与程度也影响到中央开槽的颤振控制效果.