高铁大跨扁平箱梁桥涡振性能及抑振措施研究

随着我国高速铁路的建设发展,一种新型的扁平箱梁外形被广泛应用于大跨度铁路桥梁。为研究该类型梁桥的抗风性能,以某大跨度无风嘴扁平箱梁桥为研究背景,通过节段模型测振、测压试验和流场显示试验,研究该类型主梁在施工、成桥阶段的涡振性能以及风嘴、导流板的抑振效果。研究结果表明：在单悬臂状态和成桥阶段,在3个来流攻角(α=-3°、0°、+3°)下均发生了竖弯涡振;该类型箱梁前缘流动分离呈现出类似矩形体的分布状态;在施工阶段以及成桥阶段,该结构在涡振状态下会形成规则的卡门涡街;加装风嘴,单悬臂状态各个攻角以及成桥阶段+3°攻角下的涡振均被完全抑制,结构上缘的负压绝对值和风压脉动极大值明显减小;对于成桥阶段-3°和0°攻角下的涡振没有抑制效果,风嘴无法减小梁体上缘的风压脉动极大值;加装导流板,在施工阶段,单悬臂状态-3°攻角下的涡振完全消失,+3°攻角下的涡振减小12.3%,对于0°攻角的涡振导流板没有抑制效果;在成桥阶段,-3°攻角下的涡振减小66.4%,0°攻角下的涡振减小58.9%,+3°攻角下的涡振减小57.2%;导流板无法减小施工阶段以及成桥阶段结构上缘的负压绝对值,但可以减小下缘的风压脉动极大值;风嘴显著减小了前缘的流动分离规模,结构上缘无法形成大规模的分离泡,抑制了尾流旋涡脱落的形成;导流板抑制了结构下缘大规模流动分离的形成,从而抑制了尾流的规则卡门涡脱。