双主梁钢板组合梁斜拉桥涡振的数值模拟

作     者：刘滨锐 任海盼 翟奥博 LIU Bin-rui;REN Hai-pan;ZHAI Ao-bo

作者机构：安徽省交控建设管理有限公司安徽合肥230041 合肥工业大学安徽合肥230009 

出 版 物：《工程与建设》 (Engineering and Construction)

年 卷 期：2024年第38卷第4期

页      面：943-947页

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主　　题：钢板组合梁 涡振 阻尼比 数值模拟 

摘      要：双主梁钢板组合梁斜拉桥的主梁是由混凝土板和两根纵向的工字型钢梁叠合而成的组合梁结构体系。该体系整体刚度较小,开口型的断面破涡效果较差,容易发生低风速下的涡激共振。本文基于跨淮河的某钢板组合梁斜拉桥,首先计算了该桥的结构动力特性,然后基于大变形动网格和有限体积法实现了桥梁断面的流固耦合模拟,实现了准确识别涡激共振的发生区间和共振频率。使用独创脚本语言引擎,建立涡激振动流体模型,基于大变形动网格和有限体积法研究流固耦合效应,识别出钢板组合梁截面的涡振响应。结果表明:钢板组合梁主梁截面涡激振动模拟结果表明,在阻尼比为0.008时,锁定风速为17.816~20.140 m/s,竖向涡激振幅在锁定区间内先增大后减小。绘制锁定风速下的涡度图和压力云图,锁定风速下尾部交替脱落的涡旋可能导致涡激共振,由尾流区域涡旋脱落形成的周期性压力变化会产生较大的气动力,推测是钢板组合梁截面发生涡振的原因。