主动抗风的钢箱梁可动风嘴及其控制系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107741749A(43)申请公布日2018.02.27(21)申请号201711057238.8(22)申请日2017.11.01(71)申请人东南大学地址210096江苏省南京市浦口区泰山新村东大路6号(72)发明人王浩赵亚宁茅建校徐梓栋(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人柏尚春(51)Int.Cl.G05D19/02(2006.01)G01M9/08(2006.01)G01M9/02(2006.01)E01D2/04(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称主动抗风的钢箱梁可动风嘴及其控制系统(57)摘要本发明公开了一种主动抗风的钢箱梁可动风嘴及其控制系统，可动风嘴包括安装于伸缩挺杆上的左上可动面板、中上可动面板、右上可动面板、左下可动面板、中下可动面板和右下可动面板，可动面板在机械控制系统的作用下产生平动位移和转动位移，使得钢箱梁线形发生改变；控制系统包括机械控制系统、传感器系统，数据分析处理系统，数据传输系统，机械控制系统控制可动风嘴的平动和转动，传感器系统和机械控制系统通过数据传输系统连接至数据分析处理系统。本发明实现了钢箱梁风嘴外形可变，增强了主梁在各种风环境下的适应性，在大跨度桥梁风致振动控制领域有着广泛的应用前景。CN107741749ACN107741749A权利要求书1/1页1.一种主动抗风的钢箱梁可动风嘴，其特征在于：包括依次安装于机械控制系统(3)中的上、下伸缩挺杆上的左上可动面板(21)、中上可动面板(22)、右上可动面板(23)、左下可动面板(26)、中下可动面板(25)和右下可动面板(24)，所述可动面板均在机械控制系统(3)控制下产生平动与转动位移，改变可动风嘴(2)形状。2.一种采用主动抗风的钢箱梁可动风嘴的控制系统，其特征在于：包括机械控制系统(3)、传感器系统(4)，数据分析处理系统(5)，数据传输系统(6)，所述机械控制系统(3)控制可动风嘴(2)的平动和转动，所述传感器系统(4)与机械控制系统(3)通过数据传输系统(6)连接至数据分析处理系统(5)。3.根据权利要求2所述的主动抗风的钢箱梁可动风嘴控制系统，其特征在于：所述机械控制系统(3)包括伸缩挺杆、伸缩导轨、伺服电机，所述伸缩挺杆安装于伸缩导轨上，所述伸缩导轨安装于风嘴后部的支架上，所述伺服电机安装于伸缩挺杆与伸缩导轨的连接处。4.根据权利要求2所述的主动抗风的钢箱梁可动风嘴控制系统，其特征在于：所述传感器系统(4)由气象传感器、位移传感器、加速度传感器和索力传感器组成，布置于桥塔和钢箱梁(1)上。5.根据权利要求2所述的主动抗风的钢箱梁可动风嘴控制系统，其特征在于：所述数据分析处理系统(5)依据存储在其中的数据模型分析处理传感器系统传输的信息后，发送指令给机械控制系统(3)。2CN107741749A说明书1/3页主动抗风的钢箱梁可动风嘴及其控制系统技术领域[0001]本发明涉及大跨度桥梁风致振动控制系统，尤其涉及主动抗风的钢箱梁可动风嘴及其控制系统。背景技术[0002]风灾是一种频繁发生的自然灾害。据统计，我国沿海地区平均每年有登陆台风7个、引起严重风暴潮灾害6次、最大风速可达60m/s以上。桥梁结构，尤其是大跨度桥梁是风敏感结构，易受风灾影响。风给桥梁会带来多方面的病害，桥面振动有可能导致交通中断或使行人丧失安全感，导致桥梁构件过早的疲劳破坏，严重的还会造成桥毁人亡的惨剧。随着我国桥梁事业的不断发展，大跨度桥梁风致振动问题日益突出。其中颤振和涡激振动对桥梁结构影响显著，因此需要采取有效措施，提高钢箱梁的临界颤振风速，避免涡激共振或限制其振幅在可接受范围之内。[0003]目前，面向桥梁结构风振控制的方法主要包括：机械减振措施以及空气动力学措施。机械减振措施主要是采用可调质量阻尼器，由质量块、弹簧与阻尼器组成的一个复杂的机械装置；它把主梁振动的能量经由弹簧、阻尼器传递到质量块上，并且在传递过程中耗散振动能量，达到减振目的。空气动力学措施是指在不改变桥梁结构和使用性能的前提下，适当改变桥梁的外形或者附加一些导流装置，使主梁断面接近流线形，减轻风致振动。与机械减振措施相比，空气动力学措施具有减振效果好，成本投入少，实施方便，但是在采用空气动力学措施达不到预期要求时，则需要增加机械减振措施。发明内容[0004]发明目的：本发明的目的是提供一种主动抗风的钢箱梁可动风嘴及其控制系统，以解决大跨度桥梁的钢箱梁风致振动问题。[0005]技术方案：主动抗风的钢箱梁可动风嘴包括依次安装于机械控制系统中的上、下伸缩挺杆上的左上可动面板、中上可动面板、右上可动面板、左下可动面板、中下可动面板和右下可动面板，可动面