Hogyan lehet szabályozni a hídkeret szél által indukált rezgését?

Hé! A hídkeretek beszállítójaként első kézből láttam azokat a kihívásokat, amelyeket a szél által indukált rezgés jelenthet ezekre a szerkezetekre. Ebben a blogban megosztom néhány betekintést a hídkeret szél által indukált rezgésének szabályozására.

A szél megértése - indukált rezgés

Először beszéljünk arról, hogy mi a szél által kiváltott rezgés valójában. Amikor a szél egy hídkerethez fúj, olyan erőket hozhat létre, amelyek a szerkezet rezegését okozják. Ezek a rezgések kicsik és alig észrevehetők, vagy elég nagyok lehetnek ahhoz, hogy idővel károkat okozhassanak. Különböző típusú szél -indukált rezgések vannak, például örvény - indukált rezgések (VIV), gallopálás és csapkodás.

Vortex - Az indukált rezgések akkor fordulnak elő, amikor az örvényeket rendszeres időközönként a hídkeret oldaláról elrontják. Ez váltakozó erőt hoz létre, amely a híd oszcillátját eredményezheti. A vágás akkor fordul elő, amikor a hídkeret kereszt -szakaszának aerodinamikai alakja van, amely miatt a szerkezet a szélben izgatott rezgést tapasztal. A Flutter egy bonyolultabb és potenciálisan veszélyes típusú rezgések, amelyek gyors és nagy amplitúdó -rezgésekhez vezethetnek, ami akár a híd összeomlását is eredményezheti, ha nem ellenőrzik.

Miért döntő jelentőségű a szél ellenőrzése - indukált rezgése?

A szél által indukált rezgés ellenőrzése több okból is rendkívül fontos. Egyrészt a túlzott rezgés fáradtságot okozhat a híd alkatrészeiben. A rezgésekből származó állandó feszültség repedésekhez és egyéb sérülésekhez vezethet, csökkentve a híd élettartamát. Ez befolyásolhatja a hídot használó emberek biztonságát is. Ha a rezgések túl erősek, akkor a híd instabilnak érezheti magát, ami a gyalogosok és a járművezetők számára komoly aggodalomra ad okot.

Sőt, gazdasági szempontból az ellenőrizetlen szél által kiváltott rezgés által okozott károk kezelése rendkívül költséges lehet. A javítások, karbantartás és még a sérült híd alkatrészek cseréje hatalmas horogot adhat a költségvetésbe. Tehát az okos lépés, ha lépéseket tesznek ezeknek a rezgéseknek a kezdetektől fogva.

A szél szabályozására szolgáló módszerek - indukált rezgés

Aerodinamikai kialakítás

A szél által indukált rezgés szabályozásának egyik leghatékonyabb módja a megfelelő aerodinamikai kialakítás. A hídkeret kialakításával úgy alakítva, hogy csökkentse az örvények és más aerodinamikai erők képződését, minimalizálhatjuk a rezgéseket. Például, az egyszerűsített kereszt -szakaszok használata - szakaszok segíthetnek a szél simábban a híd körül.

Egy másik megközelítés az, ha a bérek vagy spoilerek hozzáadása a hídkerethez. Ezek olyan kis szerkezetek, amelyek megváltoztathatják a légáramot és megzavarhatják az örvények képződését. Ezek viszonylag egyszerűek és költségek - hatékony megoldások, amelyek nagy változást hozhatnak a rezgés csökkentésében. Megnézheti néhányatIpari fémkeretA termékek, amelyeket aerodinamikával szem előtt tartva terveztek, hogy segítsék a szél által kiváltott rezgés szabályozását.

Hangolt tömegcsillapítók (TMD -k)

A hangolt tömegcsillapítók egy másik népszerű módszer a szél által indukált rezgés szabályozására. A TMD alapvetően egy tömeg, amelyet egy rugó és egy lengéscsillapító rögzít a hídkerethez. A tömeg úgy van beállítva, hogy oszcilláljon olyan frekvencián, amely közel van a híd természetes frekvenciájához. Amikor a híd elkezdi rezegni, a TMD ellenkező irányba mozog, ellensúlyozva a rezgést és csökkentve azok amplitúdóját.

A TMD -ket sok nagyméretű hídprojektben használták, nagy sikerrel. Különösen hatékonyan csökkentik az örvény által kiváltott rezgések és a csapkodás által okozott rezgések csökkentését. Ugyanakkor gondos kialakítást és telepítést igényelnek annak biztosítása érdekében, hogy megfelelően be vannak -e hangolva az adott hídhoz.

Szerkezeti merevítés

A hídkeret szerkezeti merevségének növelése szintén elősegítheti a szél által kiváltott rezgés szabályozását. További támogatási elemek, például további gerendák vagy nadrágtartó hozzáadásával a híd merevebbé és kevésbé hajlamossá válhat a rezgésre. Ez a megközelítés különösen hasznos a gallopokra hajlamosabb hidak esetében, mivel a megnövekedett merevség megakadályozhatja az önálló izgatott rezgések előfordulását.

A miénkAcélkeret Bailey híd berendezésÚgy tervezték, hogy nagy szerkezeti merevséget biztosítson, amely hozzájárulhat a szél által kiváltott rezgés jobb ellenőrzéséhez. Az erős acélkeretek ellenállnak a szél által kifejtett erőknek és csökkenthetik a rezgések amplitúdóját.

Csillapító rendszerek

A csillapító rendszereket a rezgések energiájának eloszlatására használják. Különböző típusú csillapító rendszerek vannak, például viszkózus lengéscsillapítók, súrlódási lengéscsillapítók és hiszterikus lengéscsillapítók. A viszkózus lengéscsillapítók folyadék használatával működnek a rezgések energiájának felszívására. A súrlódási lengéscsillapítók a két felület közötti súrlódásra támaszkodnak az energia eloszlására, míg a hiszterikus lengéscsillapítók egy anyag deformációját használják az energia elnyelésére.

Ezek a csillapító rendszerek telepíthetők a hídkeret különböző helyein, a vezérlők típusától függően. Ez egy hatékony módszer a rezgések amplitúdójának csökkentésére és a híd védelmére a sérülésektől.

Esettanulmányok

Vessen egy pillantást néhány valós világpéldára, hogy megnézhessük, hogyan működnek ezek a módszerek a gyakorlatban. ABailey Bridge 45 kereta világ számos projektjében használták. Az egyik projektben a híd egy nagy szélsebességű területen található. A szél által indukált rezgés szabályozására az aerodinamikai tervezés és a hangolt tömeges lengéscsillapítók kombinációját használtuk.

A hídkeretet egy korszerűsített kereszt -szekcióval tervezték az örvények kialakulásának csökkentése érdekében. Ezenkívül a híd stratégiai helyszínein hangolt tömeges lengéscsillapítókat telepítettek. Ennek eredményeként a rezgések jelentősen csökkentek, és a híd évek óta biztonságosan működik.

Egy másik példa egy gyalogos híd, amely túlzott gallopot tapasztalt. A mérnökök úgy döntöttek, hogy további nadrágtartókkal növelik a híd szerkezeti merevségét. Viszkózus lengéscsillapítókat is telepítettek, hogy eloszlatják a rezgések energiáját. E módosítások után a galloppingot hatékonyan ellenőrizték, és a híd stabilabbá vált a gyalogosok számára.

Következtetés

A szél - a hídkeret által indukált rezgés ellenőrzése összetett, de alapvető feladat. Az aerodinamikai tervezés, a hangolt tömegcsillapítók, a szerkezeti merevítő és a csillapító rendszerek kombinációjával hatékonyan csökkenthetjük a rezgéseket, és biztosíthatjuk a híd biztonságát és hosszú élettartamát.

Ha a hídkeretek piacán tartózkodik, és azt szeretné biztosítani, hogy a szél kezelésére szolgáló rezgés kezelésére szolgáljanak, akkor itt vagyunk, hogy segítsünk. A magas színvonalú hídkeret -termékek széles választéka van, beleértve a fent említetteket is. Függetlenül attól, hogy egy kis gyalogos hídon dolgozik, akár egy nagy méretű autópálya -hídon, a megfelelő megoldásokat tudjuk biztosítani a projektjéhez.

Ha érdekli többet megtudni, vagy megvitatni az Ön igényeit, ne habozzon felkeresni a beszerzési vitát. Mindig örömmel beszélünk arról, hogy termékeink hogyan tudják megfelelni az Ön igényeinek, és segítünk egy biztonságos és megbízható híd felépítésében.

Referenciák

• Simiu, E. és Scanlan, RH (1996). Szél hatása a struktúrákra: Alapok és alkalmazások a tervezéshez. Wiley.
• Chen, B. és Kareem, A. (2004). A szél enyhítése a hidak által kiváltott rezgések. Journal of Bridge Engineering, 9 (2), 121 - 130.