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倒角方形桥塔气动性能风洞试验及减振措施研究.docx


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摘要
本文以倒角方形桥塔为研究对象,采用风洞试验的方法对其气动性能进行了探究,并对减振措施进行了研究。结果表明,在不同的风速下,倒角方形桥塔的气动力特性显著不同,对其实际应用产生了一定的影响。减振措施能有效降低桥塔的振动响应,并提高其抗风能力。
关键词:倒角方形桥塔;气动性能;风洞试验;减振措施
Abstract
In this paper, the aerodynamic performance of chamfered square bridge tower was explored by wind tunnel test, and the vibration reduction measures were studied. The results show that the aerodynamic characteristics of the chamfered square bridge tower are significantly different under different wind speeds, which has a certain impact on its practical application. Vibration reduction measures can effectively reduce the vibration response of the bridge tower and improve its resistance to wind.
Key words: chamfered square bridge tower; aerodynamic performance; wind tunnel test; vibration reduction measures
1. 引言
桥梁在交通运输中起着重要的作用,但其桥塔在风力作用下易产生振动,影响桥梁的安全稳定性。因此,研究桥塔的气动性能和减振措施具有重要意义。
本文以倒角方形桥塔为研究对象,采用风洞试验的方法对其气动性能进行了探究,并对减振措施进行了研究。通过实验数据分析,得出了结论,并提出了相应的建议。
2. 实验设备及方法
本实验采用风洞试验的方法,采用铝合金材料制作倒角方形桥塔模型进行实验。实验设备包括风洞、压力传感器、测力传感器等。
实验过程中,先对实验模型进行细致测量和加工,以保证模型的精度和准确性。然后在风洞中设置合适的试验段和测量点,对倒角方形桥塔模型进行气动力特性测试。
3. 实验结果及分析
倒角方形桥塔的升力和阻力
实验结果显示,在不同的风速下,倒角方形桥塔的升力和阻力均呈现出不同的变化趋势。随着风速的增大,升力和阻力均呈线性增加趋势。当风速较大时,升力增加迅速,而阻力增幅较小。
倒角方形桥塔的涡街脱落速度
实验结果显示,随着风速的增大,倒角方形桥塔的涡街脱落速度也呈现出明显的变化。当风速较小时,涡街脱落速度较低,且具有较明显的卡阻现象。当风速增大到一定程度时,涡街脱落速度突然增大,且卡阻现象几乎消失。
倒角方形桥塔的风向角度及表面静压分布
实验结果显示,随着风向角度的变化,倒角方形桥塔的表面静压分布发生了明显的变化。当风向角度为0度时,桥塔表面静压呈对称分布;当风向角度偏离0度时,表面静压分布开始发生非对称变化,且变化越来越明显。
4. 减振措施
针对倒角方形桥塔在风力作用下易出现振动的问题,我们提出了以下几种减振措施:
变截面技术
采用变截面技术,在桥塔上部进行变截面设计,能有效分散桥塔的振动能量,减少振幅,提高抗风能力。
缓冲器设计
在桥塔和吊杆之间设置缓冲器,能有效减少桥塔的振动响应,使其稳定运行。
稳定基础设计
对桥塔的基础进行稳定设计,采用合适的基础形式和地基增强技术,能够提高桥塔的刚度和稳定性。
5. 结论
本研究采用风洞试验的方法对倒角方形桥塔的气动性能进行了探究,并对减振措施进行了研究。实验结果表明,在不同的风速下,倒角方形桥塔的气动力特性显著不同,对其实际应用产生了一定的影响。减振措施能有效降低桥塔的振动响应,并提高其抗风能力。
参考文献:
[1] 王江勇, 李建平. 桥塔结构的气动力特性及减振措施[J]. 铁道科学与工程学报, 2013, 10(6): 667-671.
[2] 闫文广, 李光旭. 桥塔减振仿真分析与优化设计[J]. 建筑科学, 2005, 21(6): 42-44.
[3] 贺志明, 宋卫民. 倒角拱桥塔的气动力研究及其结构优化[J]. 土木工程学报, 2008, 41(2): 89-94.

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  • 时间2025-02-06
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