CN220454830U - 一种独立低频双吊索节段模型风洞试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及大跨悬索桥长吊索节段模型风洞试验技术领域，具体是一种独立低频双吊索节段模型风洞试验装置，包括位于风洞顶部的顶部框架、悬吊于顶部框架下侧的第一和第二吊索组件，吊索组件包括连接于顶部框架的底部框架、多条吊绳以及多对吊环，吊绳的两端通过一对吊环分别连接顶部框架与底部框架。本实用新型的双吊索节段模型风洞试验装置，通过两组吊绳组件，分别将两个底部框架在顶部框架下侧悬吊于风洞中，两根吊索分别固定于两个底部框架，达到双吊索独立悬挂效果，用吊绳代替传统弹性悬挂系统中弹簧，实现节段模型超低频悬挂和大幅振动。

Description

一种独立低频双吊索节段模型风洞试验装置

【技术领域】

本实用新型涉及大跨悬索桥长吊索节段模型风洞试验技术领域，具体是一种独立低频双吊索节段模型风洞试验装置。

【背景技术】

在风荷载作用下，吊索尾流驰振是大跨度悬索桥抗风设计中必须解决的一个重要问题，目前，风洞试验是研究吊索风致振动特征最常用的方法。传统弹性悬挂系统中模拟实际吊索的动力参数会进行模型缩尺，而这样就无法保证模型的雷诺数效应，当不进行模型缩尺时，而要实现低频悬挂时会因为模型自重导致弹簧的净伸长量大的问题，无法实现低频悬挂，且传统弹性悬挂系统吊索在发生驰振时振动的幅度不能太大，无法实现振动大振幅。因此，需要具有能够实现低频悬挂且大幅振动的弹性悬吊系统的风洞试验装置，便于开展独立双吊索节段模型风洞试验。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种独立低频双吊索节段模型风洞试验装置，解决传统弹性悬挂系统无法实现低频悬挂、大振幅振动以及雷诺数效应，从而不利于试验开展的问题。

本实用新型提供技术方案如下：一种独立低频双吊索节段模型风洞试验装置，包括位于风洞顶部的顶部框架、悬吊于所述顶部框架下侧的第一吊索组件，所述第一吊索组件包括连接于所述顶部框架的第一底部框架、多条第一吊绳以及多对吊环，所述第一吊绳的两端通过一对所述吊环分别连接所述顶部框架与所述第一底部框架。

如上所述的一种独立低频双吊索节段模型风洞试验装置，还包括悬吊于所述顶部框架下侧的第二吊索组件，所述顶部框架包括至少两对平行设置的第一顶梁以及至少一对架设于所述第一顶梁上侧的第二顶梁，所述第一底部框架通过第一吊绳与其中一对所述第一顶梁相连接，所述第二吊索组件包括连接于另一对所述第一顶梁的第二底部框架、多条第二吊绳，所述第二吊绳的两端通过一对所述吊环分别连接所述第一顶梁与所述第二底部框架。

如上所述的一种独立低频双吊索节段模型风洞试验装置，所述第一底部框架上设有相对设置的两组配重件。

如上所述的一种独立低频双吊索节段模型风洞试验装置，所述第二底部框架包括第一底梁、第二底梁以及分度盘，所述第一底梁为一对且将四个端部分别连接所述第二吊绳，所述第二底梁的两端分别连接于相对的所述第一底梁上，所述分度盘固定于所述第二底梁上。

如上所述的一种独立低频双吊索节段模型风洞试验装置，所述第二底部框架的中部设有竖直设置的第二竖梁，所述第二底部框架还包括承载板，所述承载板的底面与所述分度盘的顶部连接，所述承载板的表面用于承接所述第二竖梁。

如上所述的一种独立低频双吊索节段模型风洞试验装置，所述第二竖梁与所述分度盘偏心设置。

如上所述的一种独立低频双吊索节段模型风洞试验装置，所述第一吊索组件还包括第一滑动机构，所述第一滑动机构包括沿所述第一顶梁长度方向设置与其中一对第一顶梁上的第一滑槽、以及活动设于所述第一滑槽中的第一滑块，所述第一吊绳连接所述第一滑块和吊环，所述第二吊索组件还包括第二滑动机构，所述第二滑动机构包括沿所述第一顶梁长度方向设置与另一对第一顶梁上的第二滑槽、以及活动设于所述第二滑槽中的第二滑块，所述第二吊绳连接所述第二滑块和吊环，所述第一滑块与所述第二滑块的活动分别带动所述第一底部框架与所述第二底部框架沿所述第一顶梁的长度方向移动，以调节所述第一底部框架与所述第二底部框架的相对位置。

如上所述的一种独立低频双吊索节段模型风洞试验装置，所述第一底部框架的中部设有竖直设置的第一竖梁，所述第一底部框架与所述第二底部框架移动时，带动所述第一竖梁与所述第二竖梁相互远离或靠近。

如上所述的一种独立低频双吊索节段模型风洞试验装置，所述第一竖梁的顶部设有顶部法兰，底部设有底部法兰，所述第一竖梁通过所述底部法兰固定于所述第一底部框架上。

如上所述的一种独立低频双吊索节段模型风洞试验装置，所述第二竖梁的底部设有底部法兰，所述第二竖梁通过所述底部法兰固定于所述承载板的表面。

与现有技术相比，本实用新型有以下优点：

1、本实用新型的双吊索节段模型风洞试验装置，通过第一吊索组件，将第一底部框架在顶部框架下侧悬吊于风洞中，其中第一吊索组件是采用多条第一吊绳和多对吊环实现悬挂，用吊绳代替传统弹性悬挂系统中弹簧，解决了由弹簧所带来的非线性问题，使第一底部框架能产生大振幅振动，类似一种摆式结构，根据(g为大地加速度，l为悬挂长度),这样就可以实现模型实现低频悬挂的效果，同时，相较于传统悬挂系统，可以还原实际桥梁中吊索的动力参数，保证吊索雷诺数效应，并且可以实现模型大幅度振动，得到模型大振幅振动时的气动力，可为实际工程出现大振幅现象提供理论研究。

2、本实用新型的双吊索节段模型风洞试验装置，在第一、二底部框架中设置了法兰，在第二底部框架中设置了分度盘，通过移动第一框架上法兰前后位置和第二框架左右位置调节独立双吊索的结构空间位置，通过对分度盘的旋转可以对第二底部框架的风向角进行调节，调节方式方便，利于吊索在不同风向角条件下的试验数据获取。

3、本实用新型的双吊索节段模型风洞试验装置，采用第一滑动机构与第二滑动机构，使第一底部框架与第二底部框架能沿第一顶梁的长度方向活动，以便于调节双吊索之间的间距，从而便于吊索在不同布置下的气动力特性的定量分析与测量。

【附图说明】

图1为本实用新型的双吊索节段模型风洞试验装置的立体图；

图2为本实用新型的双吊索节段模型风洞试验装置中顶部框架的立体图；

图3为本实用新型的双吊索节段模型风洞试验装置中第二底部框架的局部立体图。

【具体实施方式】

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

实施例1：请参阅附图1至附图3，本实施例提供一种独立低频双吊索节段模型风洞试验装置，包括位于风洞顶部的顶部框架1、悬吊于顶部框架1下侧的第一吊索组件2，第一吊索组件2包括连接于顶部框架1的第一底部框架21、多条第一吊绳223以及多对吊环220，第一吊绳223的两端通过一对吊环220分别连接顶部框架1与第一底部框架21。本实用新型的双吊索节段模型风洞试验装置，通过第一吊索组件2，将第一底部框架21在顶部框架1下侧悬吊于风洞中，其中第一吊索组件2是采用多条第一吊绳223和多对吊环220实现悬挂效果，用吊绳代替传统弹性悬挂系统中弹簧，解决了由弹簧所带来的非线性问题，使第一底部框架能产生大振幅振动，类似一种摆式结构，根据(g为大地加速度，l为悬挂长度),这样就可以实现模型实现低频悬挂的效果，同时，相较于传统悬挂系统，可以还原实际桥梁中吊索的动力参数，保证吊索雷诺数效应，并且可以实现模型大幅度振动，得到模型大振幅振动时的气动力，利于风洞试验开展。

独立低频双吊索节段模型风洞试验装置还包括悬吊于顶部框架1下侧的第二吊索组件3，顶部框架1包括至少两对平行设置的第一顶梁11以及至少一对架设于第一顶梁11上侧的第二顶梁12，第一底部框架21连接一对第一顶梁11，第二吊索组件3包括连接于另一对第一顶梁11的第二底部框架31、多条第二吊绳323，第二吊绳323的两端通过一对吊环220分别连接第一顶梁11与第二底部框架31，通过设置两组吊索组件，能获得两组不同的对照测试数值。

第一底部框架21上设有相对设置的两组配重件214，用于进一步增强第一底部框架21的刚度，且可获得悬吊不同重量框架的测试数值。

第二底部框架31包括第一底梁311、第二底梁312以及分度盘313，第一底梁311为一对且将四个端部分别连接第二吊绳323，第二底梁312的两端分别连接于相对的第一底梁311上，分度盘313固定于第二底梁312上。本实用新型的双吊索节段模型风洞试验装置，在第二底部框架31中设置了分度盘313，通过对分度盘313的旋转可以对第二底部框架31的风向角进行调节，便于第二底部框架31在试验中风向角的灵活变更，利于吊索在不同风向角条件下的试验数据获取。

第二底部框架31的中部设有竖直设置的第二竖梁314，第二底部框架31还包括承载板315，承载板315的底面与分度盘313的顶部连接，承载板315的表面用于承接第二竖梁314，第二竖梁314与分度盘313之间为偏心设置，在结构上利于第二底部框架31风向角调节的同时，也能增强第二底部框架31的整体刚度。

第一吊索组件2还包括第一滑动机构22，第一滑动机构22包括一对第一滑槽221、多个活动设于第一滑槽221中的第一滑块222以及用于连接第一滑块222以悬吊第一底部框架21的第一吊绳223，第二吊索组件3还包括第二滑动机构32，第二滑动机构32包括一对第二滑槽321、多个活动设于第二滑槽321中的第二滑块322以及用于连接第二滑块322以悬吊第二底部框架31的第二吊绳323，第一滑槽221与第二滑槽321沿第一顶梁11的长度方向设置，第一滑块222与第二滑槽321的活动分别带动第一底部框架21与第二底部框架31沿第一顶梁11的长度方向移动，以调节第一底部框架21与第二底部框架31的相对位置。本实用新型的双吊索节段模型风洞试验装置，采用第一滑动机构22与第二滑动机构32，使第一底部框架21与第二底部框架31能沿第一顶梁11的长度方向活动，以便于调节双吊索之间的间距，从而便于吊索在不同布置下的气动力特性的定量分析与测量。

第一底部框架21的中部设有竖直设置的第一竖梁211，第一底部框架21与第二底部框架31移动时，带动第一竖梁211与第二竖梁314相互远离或靠近。第一竖梁211与第二竖梁314的设置，增大了第一底部框架21与第二底部框架31的整体刚度。

第一竖梁211的顶部设有顶部法兰212，底部设有底部法兰213，第一竖梁211通过底部法兰213固定于第一底部框架21上；第一竖梁211的顶部设有顶部法兰212，底部设有底部法兰213，第一竖梁211通过底部法兰213固定于第一底部框架21上，在第一、二底部框架中设置了法兰，通过移动第一框架上法兰前后位置和第二框架左右位置调节独立双吊索的结构空间位置，调节方式方便，利于吊索在不同风向角条件下的试验数据获取。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种独立低频双吊索节段模型风洞试验装置，其特征在于：包括位于风洞顶部的顶部框架(1)、悬吊于所述顶部框架(1)下侧的第一吊索组件(2)，所述第一吊索组件(2)包括连接于所述顶部框架(1)的第一底部框架(21)、多条第一吊绳(223)以及多对吊环(220)，所述第一吊绳(223)的两端通过一对所述吊环(220)分别连接所述顶部框架(1)与所述第一底部框架(21)。

2.根据权利要求1所述的一种独立低频双吊索节段模型风洞试验装置，其特征在于：还包括悬吊于所述顶部框架(1)下侧的第二吊索组件(3)，所述顶部框架(1)包括至少两对平行设置的第一顶梁(11)以及至少一对架设于所述第一顶梁(11)上侧的第二顶梁(12)，所述第一底部框架(21)通过第一吊绳(223)与其中一对所述第一顶梁(11)相连接，所述第二吊索组件(3)包括连接于另一对所述第一顶梁(11)的第二底部框架(31)、多条第二吊绳(323)，所述第二吊绳(323)的两端通过一对所述吊环(220)分别连接所述第一顶梁(11)与所述第二底部框架(31)。

3.根据权利要求2所述的一种独立低频双吊索节段模型风洞试验装置，其特征在于：所述第一底部框架(21)上设有相对设置的两组配重件(214)。

4.根据权利要求2所述的一种独立低频双吊索节段模型风洞试验装置，其特征在于：所述第二底部框架(31)包括第一底梁(311)、第二底梁(312)以及分度盘(313)，所述第一底梁(311)为一对且将四个端部分别连接所述第二吊绳(323)，所述第二底梁(312)的两端分别连接于相对的所述第一底梁(311)上，所述分度盘(313)固定于所述第二底梁(312)上。

5.根据权利要求4所述的一种独立低频双吊索节段模型风洞试验装置，其特征在于：所述第二底部框架(31)的中部设有竖直设置的第二竖梁(314)，所述第二底部框架(31)还包括承载板(315)，所述承载板(315)的底面与所述分度盘(313)的顶部连接，所述承载板(315)的表面用于承接所述第二竖梁(314)。

6.根据权利要求5所述的一种独立低频双吊索节段模型风洞试验装置，其特征在于：所述第二竖梁(314)与所述分度盘(313)偏心设置。

7.根据权利要求5所述的一种独立低频双吊索节段模型风洞试验装置，其特征在于：所述第一吊索组件(2)还包括第一滑动机构(22)，所述第一滑动机构(22)包括沿所述第一顶梁(11)长度方向设置与其中一对第一顶梁(11)上的第一滑槽(221)、以及活动设于所述第一滑槽(221)中的第一滑块(222)，所述第一吊绳(223)连接所述第一滑块(222)和吊环(220)，所述第二吊索组件(3)还包括第二滑动机构(32)，所述第二滑动机构(32)包括沿所述第一顶梁(11)长度方向设置与另一对第一顶梁(11)上的第二滑槽(321)、以及活动设于所述第二滑槽(321)中的第二滑块(322)，所述第二吊绳(323)连接所述第二滑块(322)和吊环(220)，所述第一滑块(222)与所述第二滑块(322)的活动分别带动所述第一底部框架(21)与所述第二底部框架(31)沿所述第一顶梁(11)的长度方向移动，以调节所述第一底部框架(21)与所述第二底部框架(31)的相对位置。

8.根据权利要求7所述的一种独立低频双吊索节段模型风洞试验装置，其特征在于：所述第一底部框架(21)的中部设有竖直设置的第一竖梁(211)，所述第一底部框架(21)与所述第二底部框架(31)移动时，带动所述第一竖梁(211)与所述第二竖梁(314)相互远离或靠近。

9.根据权利要求8所述的一种独立低频双吊索节段模型风洞试验装置，其特征在于：所述第一竖梁(211)的顶部设有顶部法兰(212)，底部设有底部法兰(213)，所述第一竖梁(211)通过所述底部法兰(213)固定于所述第一底部框架(21)上。

10.根据权利要求5所述的一种独立低频双吊索节段模型风洞试验装置，其特征在于：所述第二竖梁(314)的底部设有底部法兰(213)，所述第二竖梁(314)通过所述底部法兰(213)固定于所述承载板(315)的表面。