改善叠合梁涡振性能的自适应三角风嘴系统、装置及桥梁

本申请属于叠合梁桥抗风气动措施，尤其涉及一种改善叠合梁涡振性能的自适应三角风嘴系统、装置及桥梁。

背景技术：

1、叠合梁桥梁具有自重轻、施工吊装方便以及受力性能优良等优点，因此被广泛应用。涡振是流体流过物体界面后，在物体背后产生周期性的漩涡脱落，由此产生对结构的周期性强迫振动。宽幅叠合梁截面大多具有钝体特性，易在风的作用下出现涡振现象。较大的振幅和连续的振动会影响桥梁的行车舒适性和安全性，还可能导致桥梁的疲劳破坏。

2、相关技术中，常采用设置风嘴的方式来抑制叠合梁的涡振。对于叠合梁的风嘴，在设计及制造阶段，即使考虑了不同尺寸的桥梁对风嘴尺寸的需求，但是安装好的风嘴在不同环境条件下的抑振效果也会存在较为明显的差别，当风嘴周围的环境变化较为明显时，其抑制涡振的效果会明显降低。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种改善叠合梁涡振性能的自适应三角风嘴系统、装置及桥梁，以提高应用于叠合梁桥的风嘴对涡振性能的改善能力。

2、本申请是通过如下技术方案实现的：

3、第一方面，本申请实施例提供了一种改善叠合梁涡振性能的自适应三角风嘴系统，应用于含有叠合梁的桥梁，包括：可调三角风嘴装置、采集单元和控制单元；所述可调三角风嘴装置包括三角风嘴和驱动单元；其中，所述三角风嘴包括第一连接件、第二连接件、第一可调边和第二可调边；所述第一可调边的一端与所述第一连接件相连，所述第一可调边的另一端与所述第二可调边的一端相连，所述第二可调边的另一端与所述第二连接件相连，所述第一连接件和所述第二连接件用于将所述三角风嘴安装在叠合梁的侧面；所述采集单元，用于采集所述三角风嘴所处的位置的环境信息，并将所述环境信息发送给所述控制单元；所述控制单元，用于基于所述环境信息，确定所述三角风嘴的目标尺寸，并根据所述目标尺寸，控制所述驱动单元调节所述第一可调边的长度以及所述第二可调边的长度。

4、结合第一方面，在一些实施例中，所述第一可调边和所述第二可调边由顶板、弯折板和斜板构成，所述弯折板的弯折角度为锐角；所述第一可调边由所述顶板和所述弯折板的第一折边构成，所述第二可调边由所述斜板和所述弯折板的第二折边构成；所述顶板与所述第一连接件固定连接，所述顶板通过所述第一连接件实现与所述叠合梁的移动连接；所述斜板与所述第二连接件固定连接，所述斜板与所述第二折边滑动连接。

5、结合第一方面，在一些实施例中，所述第一连接件为弯折90°的连接件，所述第二连接件为弯折45°的连接件，所述弯折板的弯折角度为45°；所述第一连接件的横边与所述顶板固定连接，所述第一连接件的竖边用于与所述叠合梁的侧面移动连接；所述第二连接件的斜边与所述斜板固定连接，所述第二连接件的竖边用于与所述叠合梁的侧面固定连接。

6、结合第一方面，在一些实施例中，所述目标尺寸包括所述第二可调边的目标长度，所述驱动单元包括第一驱动模块和第二驱动模块；所述控制单元具体用于：控制所述第二驱动模块使所述第二折边沿所述斜板滑动至所述第二可调边的长度等于所述第二可调边的目标长度的位置，以及控制所述第一驱动模块使所述第一连接件沿所述叠合梁的侧面上下移动，以带动所述顶板移动，使所述顶板与所述第一折边接触。

7、结合第一方面，在一些实施例中，所述第一驱动模块包括齿条、齿轮和第一电机，其中，所述齿条设于所述第一连接件上，所述齿轮与所述齿条啮合，所述第一电机用于控制所述齿轮带动所述第一连接件上下移动；所述第二驱动模块包括千斤顶和第二电机；所述第二电机用于控制所述千斤顶推动所述弯折板的第二折边沿所述斜板向上滑动。

8、结合第一方面，在一些实施例中，所述环境信息包括风攻角信息；所述控制单元具体还用于：根据预设的桥面宽度、涡振曲线和所述风攻角信息，确定所述三角风嘴的目标尺寸；所述涡振曲线基于风洞试验的试验数据得到，所述风洞试验为模拟桥梁在不同的风攻角下的涡振性能测试试验，所述模拟桥梁设有所述三角风嘴。

9、第二方面，本申请实施例提供了一种可调三角风嘴装置，应用于含有叠合梁的桥梁，包括：三角风嘴和驱动单元；其中，所述三角风嘴包括弯折板、顶板、斜板、第一连接件和第二连接件，所述驱动单元包括第一驱动模块和第二驱动模块；所述弯折板包括第一折边和第二折边，所述第一折边与所述顶板互相平行，所述第二折边与所述斜板滑动连接；所述顶板与所述第一连接件固定连接；所述斜板与所述第二连接件固定连接；所述第一连接件和所述第二连接件用于将所述三角风嘴安装在所述叠合梁上；所述第一驱动模块用于驱动所述第一连接件沿所述叠合梁上下移动；所述第二驱动模块用于驱动所述第二折边沿所述斜板上下滑动。

10、结合第二方面，在一些实施例中，所述第一连接件为弯折90°的连接件，所述第二连接件为弯折45°的连接件，所述弯折板的弯折角度为45°；所述第一连接件的横边与所述顶板固定连接，所述第一连接件的竖边用于与所述叠合梁的侧面移动连接；所述第二连接件的斜边与所述斜板固定连接，所述第二连接件的竖边用于与所述叠合梁的侧面固定连接。

11、结合第二方面，在一些实施例中，所述第二折边的下底面与所述斜板的上底面滑动连接；当所述第一驱动模块和所述第二驱动模块完成驱动工作后，所述第一折边的上底面与所述顶板的下底面互相接触。

12、第三方面，本申请实施例提供了一种叠合梁桥梁，包括如上述第一方面任一项所述的改善叠合梁涡振性能的自适应三角风嘴系统。

13、本申请实施例与相关技术相比存在的有益效果是：

14、本申请实施例提供的改善叠合梁涡振性能的自适应三角风嘴系统，适用于含有叠合梁的桥梁，包括可调三角风嘴装置、采集单元和控制单元；其中，可调三角风嘴装置包括三角风嘴和驱动单元，三角风嘴包括第一连接件、第二连接件、第一可调边和第二可调边，三角风嘴能够通过第一连接件和第二连接件安装在叠合梁的侧面；采集单元能够采集三角风嘴所处的位置的环境信息，控制单元能够基于环境信息确定三角风嘴的目标尺寸，并根据目标尺寸，控制驱动单元调节第一可调边的长度以及第二可调边的长度。这样，将叠合梁的风嘴设置为可以根据环境信息及时调节尺寸的可调三角风嘴装置，可以对风嘴的尺寸进行灵活调节，从而使风嘴在当前环境下仍保持较好的抑制涡振的效果，进而能够改善叠合梁的涡振性能。

15、可以理解的是，上述第二方面和第三方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

16、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。

技术特征：

1.一种改善叠合梁涡振性能的自适应三角风嘴系统，其特征在于，应用于含有叠合梁的桥梁，包括可调三角风嘴装置、采集单元和控制单元；

2.如权利要求1所述的改善叠合梁涡振性能的自适应三角风嘴系统，其特征在于，所述第一可调边和所述第二可调边由顶板、弯折板和斜板构成，所述弯折板的弯折角度为锐角；所述第一可调边由所述顶板和所述弯折板的第一折边构成，所述第二可调边由所述斜板和所述弯折板的第二折边构成；

3.如权利要求2所述的改善叠合梁涡振性能的自适应三角风嘴系统，其特征在于，所述第一连接件为弯折90°的连接件，所述第二连接件为弯折45°的连接件，所述弯折板的弯折角度为45°；

4.如权利要求2所述的改善叠合梁涡振性能的自适应三角风嘴系统，其特征在于，所述目标尺寸包括所述第二可调边的目标长度，所述驱动单元包括第一驱动模块和第二驱动模块；

5.如权利要求4所述的改善叠合梁涡振性能的自适应三角风嘴系统，其特征在于，所述第一驱动模块包括齿条、齿轮和第一电机，其中，所述齿条设于所述第一连接件上，所述齿轮与所述齿条啮合，所述第一电机用于控制所述齿轮带动所述第一连接件上下移动；

6.如权利要求1至5任一项所述的改善叠合梁涡振性能的自适应三角风嘴系统，其特征在于，所述环境信息包括风攻角信息；所述控制单元具体还用于：

7.一种可调三角风嘴装置，其特征在于，应用于含有叠合梁的桥梁，包括三角风嘴和驱动单元；其中，所述三角风嘴包括弯折板、顶板、斜板、第一连接件和第二连接件，所述驱动单元包括第一驱动模块和第二驱动模块；

8.如权利要求7所述的可调三角风嘴装置，其特征在于，所述第一连接件为弯折90°的连接件，所述第二连接件为弯折45°的连接件，所述弯折板的弯折角度为45°；

9.如权利要求7所述的可调三角风嘴装置，其特征在于，所述第二折边的下底面与所述斜板的上底面滑动连接；

10.一种叠合梁桥梁，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的改善叠合梁涡振性能的自适应三角风嘴系统。

技术总结本申请适用于叠合梁桥抗风气动措施技术领域，提供了一种改善叠合梁涡振性能的自适应三角风嘴系统、装置及桥梁，该改善叠合梁涡振性能的自适应三角风嘴系统包括：可调三角风嘴装置、采集单元和控制单元；可调三角风嘴装置包括三角风嘴和驱动单元；三角风嘴包括第一连接件、第二连接件、第一可调边和第二可调边；第一连接件和第二连接件用于将三角风嘴安装在叠合梁的侧面；采集单元，用于采集三角风嘴所处的位置的环境信息，并将环境信息发送给控制单元；控制单元，用于基于环境信息，确定三角风嘴的目标尺寸，从而控制驱动单元调节第一可调边的长度以及第二可调边的长度。本申请能够有效提高风嘴对叠合梁桥的涡振性能的改善能力。技术研发人员：韩原,刘庆宽,刘小兵,杨群,胡波,靖洪淼受保护的技术使用者：石家庄铁道大学技术研发日：技术公布日：2024/5/27