本发明属于桥梁工程，具体涉及一种用于双层桁架桥梁涡激振动的控制气动结构。
背景技术：
1、随着经济的发展和交通需求量的增加，桥梁正在往大跨、轻柔的方向发展。桁架桥梁结构轻盈、适应跨度范围大、用钢量省且施工简便和建设速度快。双层桁架具备桁架的基本有点，同时因上下层桥面均为行车道，交通通行量大，能够很好满足交通需求量增加的要求，因而在桥梁建设中具有广泛的应用前景。现有研究多针对桁架的颤振稳定性，针对双层桁架桥梁涡振性能的研究略少。大跨径桥梁的阻尼比较低，风致振动问题更加突出。大跨度双层桁架桥梁出现涡振现象，会影响桥梁行车安全和舒适性，引起桥梁构建的疲劳损伤。因此，发明一种能有有效提高双层桁架桥梁涡振稳定性，同时不影响其颤振性能的装置是十分必要的。另外，本发明所涉及的控制气动结构能够结合排水系统，不需要复杂的机械装置和持续供电，应用方便且成本较低。在实际工程中更需要这种被动控制措施。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于双层桁架桥梁涡激振动的控制气动结构，解决双层桁架桥梁的风致振动问题。
2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、本发明公开了一种用于双层桁架桥梁涡激振动的控制气动结构，包括两个抑振单元，双层桁架的左侧和右侧分别在下弦杆处设置了控制气动结构，所述抑振单元包括顺桥向排水管、水平板、干排水系统检修通道护栏、若干桥面竖向排水管、顺桥向排水管挡板、若干顺桥向排水管挡板加劲肋、若干水平板纵向加劲肋、若干水平板横向加劲肋；
4、所述顺桥向排水管通长固定在下弦杆外侧，所述水平板沿顺桥向水平固定在水管的下缘，下弦杆的外缘，所述若干排水系统检修通道护栏布置在水平板外缘，所述若干桥面竖向排水管在顺桥向间隔一定距离与顺桥向排水管连接，所述顺桥向排水管挡板，紧贴顺桥向排水管外缘，下缘与水平板固定，所述若干顺桥向排水管挡板加劲肋，顺桥向间隔一定距离固定顺桥向排水管挡板和水平板，所述若干水平板纵向加劲肋，通长布置在水平板下方，所述干水平板横向加劲肋，间隔布置在水平板下方。
5、本技术方案的工作原理为：
6、通过在下弦杆外侧安装控制气动结构，兼顾了桥面系统排水的需求，在节省用钢量的基础上，改变原有双层桁架断面的气动外形，提高断面的气动稳定性，从而保证断面的涡振性能，且不改变断面原有的良好的颤振性能。
7、进一步，所述水平板的宽度为b，b＝(0.02-0.03)l，l为桥梁宽度，采用厚度为10mm的钢板，焊接在下弦杆外侧，位置可根据桥梁的动力特性做适当调整，同时也为顺桥向排水管提供支撑平台。
8、进一步，所述顺桥向排水管的直径可根据桥址处降雨量调整，但最大不超多水平板宽度的0.6倍，管道采用厚度为10mm的pvc管，顺桥向间隔一定距离采用卡扣与水平板固定。
9、进一步，所述若干排水系统检修通道护栏竖直固定在水平板外侧，由立柱和高强钢丝组成，立柱的间距和检修道护栏间距保持统一，立柱高度为1.2m，栏杆横杆之间间隔0.2m，采用直径为5mm的高强钢丝，最上层的横杆采用直径为16mm的高强钢丝，透风率可做微调，建议在80％-90％，排水系统检修通道护栏的设立保障了桥梁运营期检修作业的安全性。
10、进一步，所述若干桥面竖向排水管的直径以及顺桥向的间距可根据桥址处降雨量调整，管道采用厚度为10mm的pvc管，顺桥向间隔距离建议取双层桁架节间长度的一半，上缘与桥面排水系统连接，下缘与顺桥向排水管连接。
11、进一步，所述桥向排水管挡板采用焊接的方式竖直固定在水平板上表面，侧面和水管相接，一方面限制了水管的横向位移，同时也增大了水平板的刚度，建议采用厚度为10mm的钢板，挡板的高度建议不超过顺桥向排水管直径的四分之三。
12、进一步，所述顺桥向排水管挡板加劲肋，顺桥向间隔一定距离，采用焊接的方式与顺桥向排水管挡板和水平板固结，材质建议采用厚度为10mm的钢板，顺桥向间隔建议取节间长度的八分之一，提高了顺桥向排水管挡板的刚度。
13、进一步，水平板加劲肋均采用焊接的方式与水平板垂直固定，横桥向或顺桥向间隔布置，间隔距离可根据水平板的宽度做适当调整，其中水平板纵向加劲肋通长布置，水平板横向加劲肋横桥向间隔一定距离布置，材质建议采用厚度为10mm的钢板，水平板横向加劲肋的顺桥向间隔建议取节间长度的八分之一，水平板纵向加劲肋的顺桥向间隔建议取水平板长度的四分之一，加劲肋的高度可做适当调整，建议不超过水平板距离下弦杆下缘的距离，两个方向的加劲肋提高了水平板的刚度。
14、本发明的有益效果在于：
15、(1)本技术方案可以为原有的排水管道提供支撑平台，从结构本身需求和抗风稳定性出发，最大程度的做到节省用钢量；(2)采用被动控制措施，不需要额外复杂的机械措施及持续供电，节省了后续运行维护的成本；(3)本发明公开的控制气动结构简便改变了双层桁架的气动外形，但明显提高了断面的涡振稳定性并维持了断面的颤振稳定性。
16、本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
1.一种用于双层桁架桥梁涡激振动的控制气动结构，设置于桥梁下层弦杆外侧，其特征在于：包括两个抑振单元，每个抑振单元包括顺桥向排水管(1)、水平板(2)、若干排水系统检修通道护栏(3)、若干桥面竖向排水管(4)、顺桥向排水管挡板(5)、若干顺桥向排水管挡板加劲肋(6)、水平板纵向加劲肋一(7)、水平板纵向加劲肋二(8)、水平板纵向加劲肋三(9)、若干水平板横向加劲肋(10)；
2.根据权利要求1所述的一种用于双层桁架桥梁涡激振动的控制气动结构，其特征在于：所述双层桁架上下层均为行车道，且为板梁加劲桥面板。
3.根据权利要求1所述的一种用于双层桁架桥梁涡激振动的控制气动结构，其特征在于：所述控制气动结构结合气动外形与桥梁排水系统的需求，主体结构形式为顺桥向排水管(1)和水平板(2)的结合，其余的结构均为保证主体结构刚度及桥梁运行期检修安全的保障结构。
4.根据权利要求3所述的一种用于双层桁架桥梁涡激振动的控制气动结构，其特征在于：主体结构中的水平板(2)的宽度为b，b＝(0.02-0.03)l，l为桥梁宽度，焊接在下弦杆外侧。
5.根据权利要求3所述的一种用于双层桁架桥梁涡激振动的控制气动结构，其特征在于：主体结构中的顺桥向排水管(1)的直径根据桥址处降雨量调整，但最大不超多水平板(2)宽度的0.6倍，顺桥向间隔一定距离采用卡扣与水平板固定。
6.根据权利要求1所述的一种用于双层桁架桥梁涡激振动的控制气动结构，其特征在于：若干排水系统检修通道护栏(3)竖直固定在水平板(2)外侧，由立柱和高强钢丝组成，立柱的间距和检修道护栏间距保持统一，立柱高度为1.2m，栏杆横杆之间间隔0.2m，采用直径为5mm的高强钢丝，最上层的横杆采用直径为16mm的高强钢丝。
7.根据权利要求1所述的一种用于双层桁架桥梁涡激振动的控制气动结构，其特征在于：若干桥面竖向排水管(4)的直径根据桥址处降雨量调整。
8.根据权利要求1所述的一种用于双层桁架桥梁涡激振动的控制气动结构，其特征在于：顺桥向排水管挡板(5)采用焊接的方式竖直固定在水平板(2)上表面，侧面和水管相接。
9.根据权利要求1所述的一种用于双层桁架桥梁涡激振动的控制气动结构，其特征在于：顺桥向排水管挡板加劲肋(6)，顺桥向间隔一定距离，采用焊接的方式与顺桥向排水管挡板(5)和水平板(2)固结，起提高顺桥向排水管挡板(5)刚度的作用。
10.根据权利要求1所述的一种用于双层桁架桥梁涡激振动的控制气动结构，其特征在于：水平板纵向加劲肋一(7)、水平板纵向加劲肋二(8)、水平板纵向加劲肋三(9)、若干水平板横向加劲肋(10)均采用焊接的方式与水平板(2)垂直固定，横桥向或顺桥向间隔布置，其中水平板纵向加劲肋一(7)、水平板纵向加劲肋二(8)、水平板纵向加劲肋三(9)、若干水平板横向加劲肋(10)通长布置，干水平板横向加劲肋(10)横桥向间隔一定距离布置。
