流线闭口箱梁涡振气动力的雷诺数效应研究
2019-07-08胡传新陈海兴周志勇葛耀君
振动与冲击 2019年12期
胡传新, 赵 林, 陈海兴, 周志勇, 葛耀君
(1. 同济大学 土木工程防灾国家重点实验室,上海 200092;2. 浙江省交通规划设计研究院,杭州 310006)
涡激振动是大跨度桥梁在低风速易发的具有强迫和自激双重性质的自限幅风致振动现象。日本东京湾通道桥(Trans-Tokyo Bay Bridge)、巴西里约尼泰罗伊大桥(Rio-Niteroi Bridge)和丹麦的大带桥(Great East Belt Bridge)、美国Old Tacoma桥和中国西堠门大桥都曾观测到明显竖弯涡振[1-5]。最新研究表明,涡振发生发展过程中,气动力具有明显的演化特性[6]。雷诺数表征流体惯性力与黏性力之间的比例关系,决定了边界层的成长和流动的分离,是衡量边界层和层流向湍流转变的尺寸,对旋涡的形成具有重要影响。由于常规桥梁风洞试验无法做到雷诺数与实际结构一致,导致风洞试验预测的结构风致振动响应及静动力参数与实际结构之间存在不可忽视的差异,即为雷诺数效应。
1998年开始通车运营的丹麦大海带东桥引桥施工时,在主梁架设过程中发生涡振,实测涡振频率、涡振振幅与低速风洞试验结果不一致,由此引起各国学者对桥梁涡激共振性能受雷诺数影响问题的关注。Larsen等[7]在压力风洞中证实Strouhal数的雷诺数效应是导致风洞试验与现场实测的涡激振动起振风速不一致的原因,Schewe等[8]认为该桥梁模型的雷诺数效应是由于其尾流的拓扑结构的改变而导致的。鉴于他们的研究都是针对该特定的工程实例,研究成果具有一定的局限性,不具有普遍性,很多学者针对具体桥梁断面的涡振雷诺数效应进行了广泛研究。……
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