H型吊杆气动性能优化研究

摘要

针对H型吊杆易发生驰振失稳的问题,以曾家岩嘉陵江大桥H型吊杆为研究背景,通过节段模型测振试验和CFD数值模拟的方法分别研究了腹板、翼板在较低开孔率下单独开孔以及腹板、翼板同时开孔时开孔率对吊杆气动性能的影响规律;同时为规避开孔断面可能出现压杆失稳的风险,首次提出了在腹板两侧设置气动稳定板的抑振措施,通过多工况对比试验得到气动稳定板尺寸参数的最优取值,并从驰振系数及流场可视化图的角度解释了气动稳定板的抑振机理,证明了此新型抑振措施的有效性.整体结果表明:原断面存在驰振现象;腹板或翼板在较低开孔率下单独开孔并不能避免驰振的发生;腹板和翼板同时开孔能消除驰振现象,但一定程度上会产生竖弯涡振现象,增大翼板开孔率可降低涡振幅值,但腹板开孔率并不是越高越好,而是存在一个较优区间,腹板和翼板开孔率分别为5.6％和16.7％左右时可在抑制驰振的同时消除涡振现象.气动稳定板措施可有效避免驰振的发生,但会滋生小幅度的竖弯涡振现象,稳定板底部与腹板之间的相对缝隙距离B1/B以及稳定板顶部与翼板间相对竖直距离B2/B均对吊杆涡振性能有很大影响,其中B1/B＜0时无法抑制驰振现象,在有效影响范围内两个无量纲参数的值越大对于涡振的抑振效果越好;当B1/B=1/3且B2/B-2/3时,吊杆断面既无驰振也无涡振现象发生.