Саленко С.Д.   Обуховский А.Д.   Гостеев Ю.А.  

Аэродинамические исследования балочного моста

Докладчик: Саленко С.Д.

В работе исследованы аэроупругие колебания в ветровом потоке пролетного строения (ПС) балочного моста на стадии монтажа. ПС представляет собой две силовые балки прямоугольного сечения высотой 3,2 м, разнесенные по осям на 5 м и покрытые сверху ортотропными плитами. Монтаж пролетного строения планируется производить способом продольной надвижки, при этом с авангардной части длиной 126 м для облегчения будут частично сняты консольные ортотропные плиты.
Эксперименты с секционной моделью ПС в аэродинамической трубе НГТУ Т-503 и численные расчеты показали, что на стадии монтажа конструкция может быть подвержена аэроупругим колебаниям нескольких типов: вихревому возбуждению колебаний (ветровому резонансу) и галопированию. Основной вклад в возбуждение колебаний вносит участок ПС без консольных плит, для которого доминирующая частота схода вихрей соответствует числу Струхаля Sh≈0,067.
Для детальных исследований была изготовлена динамически подобная модель авангардной части ПС. Силовые элементы динамически подобной модели формовались из композиционного материала на основе углеткани и стеклоткани с эпоксидным связующим. Соотношение между компонентами было выбрано таким, чтоб соблюсти требуемые для обеспечения динамического подобия масштабы по массе и жесткости.
При продувках динамически подобной модели наблюдались ее изгибные колебания с амплитудой около 1,5 м в пересчете на натурные условия, причем зоны ветрового резонанса и галопирования смыкались. Обнаружена неоднозначность влияния на аэрупругие колебания ПС угла скольжения потока. Спектральный анализ осциллограмм установившихся колебаний показывает, что они происходят на частоте, практически равной первой частоте собственных изгибных колебаний пролетного строения в вертикальной плоскости, при этом вклад дополнительных гармоник пренебрежимо мал.
Для гашения аэроупругих колебаний, характерных для данного пролетного строения, было исследовано несколько вариантов устройств в виде дефлекторов и плоских ступенчатых щитков. В результате оптимизации параметров гасителей достигнуто уменьшение амплитуды аэроупругих колебаний натурного ПС до значений менее ~0,1 м во всем диапазоне возможных скоростей ветра до 24 м/с на всех стадиях монтажа.


К списку докладов