CN111733718A - 一种大跨度桥梁的抗风护栏 - Google Patents

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CN111733718A CN202010504196.3A CN202010504196A CN111733718A CN 111733718 A CN111733718 A CN 111733718A CN 202010504196 A CN202010504196 A CN 202010504196A CN 111733718 A CN111733718 A CN 111733718A
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文望青
罗春林
严爱国
王存国
陈裕民
黄振
曹阳梅
郭安娜
王志平
聂利芳
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Abstract

本发明提供了一种大跨度桥梁的抗风护栏，包括设置在桥面两侧的检修栏杆，以及设置在桥面的车行道两侧的车行道护栏；所述检修栏杆包括沿顺桥向交替布置的第一通透区和第一封闭区，所述车行道护栏包括沿顺桥向交替布置的第二通透区和第二封闭区，且桥面同侧的第一封闭区和第二封闭区错列布置。该发明通过对桥梁上检修栏杆和车行道栏杆的外形结构进行处理，使其形成半封闭半通透，且检修栏杆和车行道栏杆的封闭区错列布置的结构形式，有效改变了桥梁结构周围气流的绕流形态，从而达到了抑制桥梁的涡激振动的目的。

Description

一种大跨度桥梁的抗风护栏
技术领域
本发明属于桥梁工程技术领域，具体涉及一种大跨度桥梁的抗风护栏。
背景技术
随着施工技术的不断进步，新型材料的飞速发展，现代桥梁的跨径也不断增大，桥梁结构对风的作用更加敏感，动力反应更加突出，结构的风致振动问题成为制约结构刚度、强度和稳定性设计的因素。造成桥梁风致振动的气动力是绕过桥梁断面气流和结构振动响应发生相互作用而产生，其中涡激振动是桥梁结构在较低风速下就很容易发生的风致振动现象，为限幅振动，其发生频度大、风速低，不仅影响结构的疲劳和强度，而且会降低桥面行车的舒适度甚至会危及交通安全，因此桥梁涡激振动问题是大跨度桥梁的一个非常重要的问题。
目前，有研究表明，适当改变桥梁的外形布置或附加一些导流装置，通过改变断面外形来改变结构周围的绕流形态，从而改变作用在结构上的气动力，可达到降低桥梁涡激振动的目的。因此，如何对主梁附属设施如人行道栏杆、车行防撞护栏等形状作适当调整，以达到改善主梁的空气动力学特征，降低风致振动的目的具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种大跨度桥梁的抗风护栏，改变桥梁的检修栏杆和车行道护栏的结构形状，实现降低桥梁涡激振动的目的。
本发明的技术方案是提供了一种大跨度桥梁的抗风护栏，包括设置在桥面两侧的检修栏杆，以及设置在桥面的车行道两侧的车行道护栏；所述检修栏杆包括沿顺桥向交替布置的第一通透区和第一封闭区，所述车行道护栏包括沿顺桥向交替布置的第二通透区和第二封闭区，且桥面同侧的第一封闭区和第二封闭区错列布置。
进一步的，所述检修栏杆为金属栏杆，包括沿顺桥向等间距设置的若干第一立柱，每相邻两个第一立柱之间为一道栏杆单元，所述第一通透区由3～6道栏杆单元构成，所述第一封闭区由一道栏杆单元及封闭该栏杆单元的封闭件一构成。
进一步的，相邻两个第一立柱之间设有若干个等间距布置的挡风条，所述挡风条与第一立柱平行布置。
进一步的，相邻两个第一封闭区之间的间距相等。
进一步的，所述车行道护栏采用下部混凝土护栏和上部钢护栏的组合结构形式。
进一步的，所述车行道护栏的上部钢护栏包括沿顺桥向等间距设置的若干第二立柱，每相邻两个第二立柱之间为一道护栏单元，所述第二通透区由3～6道护栏单元构成，所述第二封闭区由一道护栏单元及封闭该护栏单元的封闭件二构成。
进一步的，相邻两个第二立柱之间间隔连接若干横梁，所述横梁与第二立柱垂直布置。
进一步的，相邻两个第二封闭区之间的间距相等。
进一步的，桥面同侧的第一封闭区和第二封闭区依次交替布置。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
(1)本发明提供的这种大跨度桥梁的抗风护栏通过对桥梁上检修栏杆和车行道栏杆的外形结构进行处理，使其形成半封闭半通透，且检修栏杆和车行道栏杆的封闭区错列布置的结构形式，有效改变了桥梁结构周围气流的绕流形态，从而达到了抑制桥梁的涡激振动的目的。
(2)通过实桥风洞试验研究，采用本发明提供的这种大跨度桥梁的抗风护栏，桥梁的涡激振动振幅由375mm降低至57.1mm，作用效果非常明显。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例中大跨度桥梁的抗风护栏的结构示意图；
图2是本发明实施例中检修栏杆的结构示意图；
图3是本发明实施例中车行道护栏的结构示意图；
图4是采用常规检修栏杆、车行道护栏与采用本发明抗风护栏的桥梁涡振振幅曲线图。
附图标记说明：1、桥面；2、车行道护栏；3、检修栏杆；4、第一立柱；5、第一通透区；6、第一封闭区；7、封闭件一；8、栏杆单元；9、挡风条；10、下部混凝土护栏；11、第二立柱；12、第二封闭区；13、第二通透区；14、封闭件二；15、护栏单元；16、横梁。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。
如图1、图2和图3所示，本实施例提供了一种大跨度桥梁的抗风护栏，包括设置在桥面1两侧的检修栏杆3，以及设置在桥面1的车行道两侧的车行道护栏2；所述检修栏杆3包括沿顺桥向交替布置的第一通透区5和第一封闭区6，所述车行道护栏2包括沿顺桥向交替布置的第二通透区13和第二封闭区12，且桥面1同侧的第一封闭区6和第二封闭区12错列布置，即检修栏杆3的第一封闭区对应车行道护栏2的第二通透区13，车行道护栏2的第二封闭区12对应检修栏杆3的第一通透区5。优化的，桥面1同侧的第一封闭区6和第二封闭区12依次交替布置。在本实施例中，通过对桥梁上检修栏杆3和车行道栏杆2的外形结构进行特殊处理，使检修栏杆3和车行道栏杆2形成半封闭半通透，且两者的封闭区错列布置的结构形式，有效改变了桥梁结构周围气流的绕流形态，从而达到了抑制桥梁的涡激振动的目的。
具体的，所述检修栏杆3为金属栏杆，设置在桥面1的两侧边缘位置，所述车行道护栏2采用组合护栏，即下部混凝土护栏10和上部钢护栏的组合结构形式。
细化检修栏杆3结构，如图2所示，所述检修栏杆3包括沿顺桥向等间距设置的若干第一立柱4，每相邻两个第一立柱4之间为一道栏杆单元8，相邻两个第一立柱4之间的间距一般为1.5～2m，所述第一通透区5由3～6道栏杆单元8构成，作用在桥梁结构周围气流可以通过第一通透区5流通，本实施例中第一通透区5具体由3道栏杆单元8构成；所述第一封闭区6由一道栏杆单元8及封闭该栏杆单元8的封闭件一7构成，封闭件一7可以是密封板，作用在此第一封闭区6的气流经封闭件一7的阻挡，使其绕流至第一通透区5流通，从而达到改变桥梁结构周围气流的绕流形态，抑制桥梁涡激振动的目的。优化的，相邻两个第一封闭区6之间的间距相等，即各所述第一通透区5内的栏杆单元8数量相同，使得作用在检修栏杆3上的气动力分布均匀。进一步的，相邻两个第一立柱4之间设有若干个等间距布置的挡风条9，所述挡风条9与第一立柱4平行布置，挡风条9的设置不仅可增强检修栏杆3的强度，而且还可进一步改变其周围气流的绕流形态。
细化车行道护栏2结构，如图3所示，所述车行道护栏2的上部钢护栏包括沿顺桥向等间距设置的若干第二立柱11，相邻两个第二立柱11之间的间距一般为1.5～2m，优化的，可将桥面1同侧的车行道护栏2的第二立柱11与检修栏杆3的第一立柱4一一对应设置。每相邻两个第二立柱11之间为一道护栏单元15，所述第二通透区13由3～6道护栏单元15构成，作用在车行道护栏2周围气流可以通过此第二通透区13流通，本实施例中第二通透区13具体由3道护栏单元15构成；所述第二封闭区12由一道护栏单元15及封闭该护栏单元15的封闭件二14构成，封闭件二14可以是密封板，作用在此第二封闭区12的气流经封闭件二14的阻挡，使其绕流至第二通透区13流通，从而达到改变车行道护栏2周围气流的绕流形态，抑制桥梁涡激振动的目的。优化的，相邻两个第二封闭区12之间的间距相等，即各所述第二通透区13内的护栏单元15数量相同，使得作用在车行道护栏2上的气动力分布均匀。进一步的，相邻两个第二立柱11之间间隔连接若干横梁16，所述横梁16与第二立柱11垂直布置，横梁16的设置增强了车行道护栏2的强度。
采用本实施例对检修栏杆和车行道护栏外形进行特殊处理的桥梁与常规检修栏杆和车行道护栏未处理的桥梁进行实桥风洞试验，其试验过程为现有技术，此处不再赘述，试验结果如图4所示，其中，a图表示常规检修栏杆和车行道护栏未处理的试验结果，b图表示本实施例对检修栏杆和车行道护栏外形进行特殊处理的试验结果。试验结果表明，采用本实施例的这种大跨度桥梁的抗风护栏，其桥梁的涡激振动的振幅由由375mm降低至57.1mm，作用效果非常明显。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种大跨度桥梁的抗风护栏，其特征在于：包括设置在桥面两侧的检修栏杆，以及设置在桥面的车行道两侧的车行道护栏；所述检修栏杆包括沿顺桥向交替布置的第一通透区和第一封闭区，所述车行道护栏包括沿顺桥向交替布置的第二通透区和第二封闭区，且桥面同侧的第一封闭区和第二封闭区错列布置。
2.如权利要求1所述的一种大跨度桥梁的抗风护栏，其特征在于：所述检修栏杆为金属栏杆，包括沿顺桥向等间距设置的若干第一立柱，每相邻两个第一立柱之间为一道栏杆单元，所述第一通透区由3～6道栏杆单元构成，所述第一封闭区由一道栏杆单元及封闭该栏杆单元的封闭件一构成。
3.如权利要求2所述的一种大跨度桥梁的抗风护栏，其特征在于：相邻两个第一立柱之间设有若干个等间距布置的挡风条，所述挡风条与第一立柱平行布置。
4.如权利要求1或2所述的一种大跨度桥梁的抗风护栏，其特征在于：相邻两个第一封闭区之间的间距相等。
5.如权利要求1所述的一种大跨度桥梁的抗风护栏，其特征在于：所述车行道护栏采用下部混凝土护栏和上部钢护栏的组合结构形式。
6.如权利要求5所述的一种大跨度桥梁的抗风护栏，其特征在于：所述车行道护栏的上部钢护栏包括沿顺桥向等间距设置的若干第二立柱，每相邻两个第二立柱之间为一道护栏单元，所述第二通透区由3～6道护栏单元构成，所述第二封闭区由一道护栏单元及封闭该护栏单元的封闭件二构成。
7.如权利要求6所述的一种大跨度桥梁的抗风护栏，其特征在于：相邻两个第二立柱之间间隔连接若干横梁，所述横梁与第二立柱垂直布置。
8.如权利要求1或6所述的一种大跨度桥梁的抗风护栏，其特征在于：相邻两个第二封闭区之间的间距相等。
9.如权利要求1所述的一种大跨度桥梁的抗风护栏，其特征在于：桥面同侧的第一封闭区和第二封闭区依次交替布置。
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CN113512933A (zh) * 2021-05-15 2021-10-19 石家庄铁道大学 一种大跨度桥梁抗风围护结构

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