×
10.12.2013
216.012.8962

Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ПОПЕРЕЧНЫХ КОЛЕБАНИЙ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ МОСТОВ, ВЫЗВАННЫХ ВЕТРОВЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области аэрогидродинамики плохообтекаемых конструкций и касается вопроса поперечных колебаний пролетных строений мостов, вызванных ветровым воздействием, решает задачу уменьшения колебаний пролетного строения моста, вызванных ветровым воздействием при одновременном снижении материалоемкости. Это достигается тем, что устройство для снижения поперечных колебаний пролетного строения мостов, вызванных ветровым воздействием, включает разрушители периодических кармановских вихрей, возникающих в аэродинамическом следе над и под пролетным строением моста, по изобретению разрушители выполнены в виде пластин, имеющих треугольную форму в плане, которые размещены вдоль пролета моста с обеих его сторон и установлены горизонтально заподлицо соответственно с верхней и с нижней поверхностями пролетного строения. При этом треугольные разрушители вихрей прикреплены к торцам пролетного строения своими основаниями, а их вершины ориентированы наружу по обе стороны пролетного строения и отстоят от его краев на расстоянии, равном 0,05÷1,5 толщины пролетного строения. Причем угол при вершине разрушителей находится в пределах 30°÷80°. Предлагаемое устройство для снижения поперечных колебаний пролетного строения мостов, вызванных ветровым воздействием, разрушает регулярные структуры вихрей Кармана за счет того, что с каждого разрушителя сходят продольные вихри, оси которых перпендикулярны осям кармановских вихрей. В результате, кармановские вихри полностью разрушаются, теряя свою периодическую регулярную структуру, а вызванные ими колебания пролетного строения моста существенно исчезают, что выгодно отличает изобретение прототипа. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области аэрогидродинамики плохообтекаемых конструкций и касается вопроса поперечных колебаний пролетных строений мостов, вызванных ветровым воздействием.

Известно, что уменьшение колебаний мостов обеспечивается установкой механических или аэродинамических гасителей колебаний (М.И. Казакевич, «Аэродинамика мостов», М., Изд. «Транспорт», 1987 г.). Принципиальная разница между механическими и аэродинамическими гасителями заключается в том, что последние устраняют причину явления ветрового резонанса, существенно изменяя характер обтекания ветром сооружения. Механические гасители представляют собой гидравлические демпферы, устанавливаемые в определенных местах пролетного строения моста. Эти гасители эффективны, но связаны со значительными конструктивными трудностями при их реализации. Аэродинамическое гашение колебаний, идея которого заключается в нарушении регулярного правильного вихреобразования при обтекании конструкции ветровым потоком, позволяет устранить основную причину колебаний.

Под действием ветра колебания мостов могут вызываться различными физическими причинами: галопированием, изгибно-крутильным флаттером, срывным флаттером, бафтингом, ветровым резонансом. Установлено (М.И. Казакевич «Аэроупругая неустойчивость балочных мостов», журнал «Металлические конструкции», т.16, №3, 2010 г., с. 163-170), что для мостов с пролетным строением типа Волгоградского моста причиной колебаний при ветре может быть только ветровой резонанс, когда собственная частота колебаний мостовой конструкции совпадает с частотой срыва вихрей Кармана. Дорожка вихрей Кармана за Волгоградским мостом показана на фиг.1.

Известны устройства для уменьшения интенсивности вихрей Кармана - обтекатели, которые устанавливаются на пролетное строение моста с боковых сторон, прототип - (М.И. Казакевич, «Аэродинамика мостов», М., Изд. «Транспорт», 1987 г., с.167).

Недостатком известных обтекателей является невозможность обеспечить достаточный продольный размер обтекателя, способный сохранить безотрывность течения, которая необходима для отсутствия кармановских вихрей и тем самым уменьшения переменных сил на пролетном строении, приводящих к возникновению поперечных колебаний пролета, а также их большая материалоемкость

Задачей предлагаемого изобретения является уменьшение колебаний пролетного строения моста, вызванных ветровым воздействием при одновременном снижении материалоемкости.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для снижения поперечных колебаний пролетного строения мостов, вызванных ветровым воздействием, включающем разрушители периодических кармановских вихрей, возникающих в аэродинамическом следе над и под пролетным строением моста, разрушители выполнены в виде пластин, имеющих треугольную форму в плане, которые размещены вдоль пролета моста с обеих его сторон и установлены горизонтально заподлицо соответственно с верхней и с нижней поверхностями пролетного строения. При этом треугольные разрушители вихрей прикреплены к торцам пролетного строения своими основаниями, а их вершины ориентированы наружу по обе стороны пролетного строения и отстоят от его краев на расстоянии равном 0,05÷1,5 толщины пролетного строения. Угол при вершине разрушителей находится в пределах 30°÷80°.

Кроме того, расстояние между основаниями соседних разрушителей вдоль пролета составляет 0÷3 толщины пролетного строения моста.

Наряду с этим треугольные разрушители, расположенные на верхней поверхности пролетного строения моста, отклонены вверх от горизонтали на угол β, изменяющийся в пределах от β=0° до β=90°, а разрушители, расположенные на нижней поверхности пролетного строения, отклонены вниз также на угол 0°≤β≤90°.

Выполнение разрушителей периодических вихрей в виде пластин, имеющих треугольную форму в плане, с углом при вершине 30°÷80° и отстоящих от соответствующего края пролетного строения на расстоянии 0,05÷1,5 толщины пролетного строения, позволяет создать интенсивные продольные вихри, оси которых ориентированы перпендикулярно осям кармановских вихрей и которые разрушают периодические кармановские вихри, устраняя переменное давление на пролетном строении, благодаря этому уменьшают поперечные колебания пролета моста.

Выполнение вихревых разрушителей в виде пластин и их размещение вдоль пролета на расстоянии между основаниями соседних разрушителей 0÷3 толщины пролетного строения моста, позволяет снизить материалоемкость разрушителей.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется рисунками, где на фиг.2 приведен вид сверху пролетного моста с установленными разрушителями вихрей, на фиг.3 - вид сбоку пролетного строения моста с установленными разрушителями вихрей, на фиг.4 показано образование продольных вихрей на треугольном разрушителе, на фиг.5 показан вихревой след за мостовым строением с установленными разрушителями вихрей.

Устройство для снижения поперечных колебаний пролетного строения мостов включает разрушители периодических кармановских вихрей 1 (фиг.2, 3), которые выполнены в виде пластин, имеющих треугольную форму в плане (фиг.2, 4), размещены вдоль пролета моста 2 с обеих его сторон и установлены горизонтально заподлицо соответственно с верхней и нижней поверхностями пролетного строения (фиг.2, 3). Треугольные разрушители вихрей 1 прикреплены к торцам пролетного строения 2 своими основаниями 3 (фиг.2, 3, 4), а их вершины 4 ориентированы наружу по обе стороны пролетного строения 2 (фиг.2, 3) и отстоят от его краев на расстоянии равном 0,05÷1,5 толщины пролетного строения. Угол при вершине 4 (фиг.2, 4) разрушителей 1 находится в пределах от 30° до 80°. Вдоль пролетного строения 2 разрушители вихрей 1 размещены друг от друга на расстоянии, равном 0÷3 толщины пролетного строения моста (на фиг.2 упомянутое расстояние равно 0). Треугольные разрушители вихрей 1, расположенные на верхней поверхности пролетного строения моста, могут быть отклоненными вверх от горизонтали на угол β, изменяющийся в пределах от β=0° до β=90°, а разрушители, расположенные на нижней поверхности пролетного строения, отклоненными вниз также на угол 0°≤β≤90°.

Устройство работает следующим образом.

При обтекании воздушным потоком пролетного строения мостов при отсутствии разрушителей вихрей 1 на нем возникают переменные, практически периодические аэродинамические силы в вертикальном (поперечном) направлении. Указанные силы обусловлены периодическим срывом кармановских вихрей с нижней и верхней поверхностей пролетного строения 2 (фиг.1) и возникающими в этой связи пульсациями давления в поперечном направлении поверхности моста 2.

Внешний поток воздуха, набегающий на пролетное строение моста 2 с разрушителями 1, сначала натекает на треугольные разрушители 1, на которых начинают формироваться интенсивные продольные вихри 5 (фиг.4), оси которых перпендикулярны осям кармановских вихрей (на фиг.4 не показаны). Распространяясь вниз по течению, продольные вихри 5 начинают взаимодействовать с кармановскими вихрями, которые в результате полностью разрушаются, теряя свою периодическую регулярную структуру, а вызванные ими колебания пролетного строения моста существенно уменьшаются. В результате действия разрушителей вихрей 1 устраняются периодические срывы кармановских вихрей с нижней и верхней поверхности пролетного строения 2 (фиг.1) и возникающие в этой связи пульсации давления в поперечном направлении, а вызванные ими колебания пролетного строения моста существенно уменьшаются.

На фиг.5 представлена картина следа за пролетным строением 2 модели Волгоградского моста с разрушителями кармановских вихрей 1, на которой отсутствует периодические вихревые структуры, имевшие место за пролетным строением 2 при отсутствии разрушителей 1 (фиг.1).

Предлагаемое устройство для снижения поперечных колебаний пролетного строения мостов, вызванных ветровым воздействием, позволяет существенно снизить поперечные колебания пролетного строения моста (в 7-8 раз) и материалоемкость (в 5-6 раз), что его выгодно отличает от прототипа.


УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ПОПЕРЕЧНЫХ КОЛЕБАНИЙ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ МОСТОВ, ВЫЗВАННЫХ ВЕТРОВЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ПОПЕРЕЧНЫХ КОЛЕБАНИЙ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ МОСТОВ, ВЫЗВАННЫХ ВЕТРОВЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ПОПЕРЕЧНЫХ КОЛЕБАНИЙ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ МОСТОВ, ВЫЗВАННЫХ ВЕТРОВЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ПОПЕРЕЧНЫХ КОЛЕБАНИЙ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ МОСТОВ, ВЫЗВАННЫХ ВЕТРОВЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ПОПЕРЕЧНЫХ КОЛЕБАНИЙ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ МОСТОВ, ВЫЗВАННЫХ ВЕТРОВЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 71-80 из 168.
19.01.2018
№218.016.042d

Устройство погрузки, транспортировки и установки на морское дно тяжеловесного и крупногабаритного морского подводного объекта

Изобретение относится к области судостроения и морского транспорта, в частности касается транспортировки тяжеловесных и крупногабаритных морских подводных объектов. Предложено устройство погрузки, транспортировки и установки на морское дно тяжеловесного и крупногабаритного морского подводного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630513
Дата охранного документа: 11.09.2017
19.01.2018
№218.016.055a

Спасательная шлюпка закрытого типа для эвакуации и спасания персонала морских нефтегазовых платформ, транспортных и технологических судов в ледовых условиях

Изобретение относится к области судостроения, касается вопроса обеспечения эвакуации и спасения персонала морских платформ и экипажей транспортных и технологических судов, работающих в ледовых условиях, с использованием спасательных шлюпок. Предложена спасательная шлюпка закрытого типа, носовая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630871
Дата охранного документа: 13.09.2017
20.01.2018
№218.016.12e5

Многовальная униполярная электрическая машина

Изобретение относится к электрическим машинам постоянного тока и может быть использовано в качестве электрического генератора или электрического двигателя постоянного тока. Технический результат - повышение эффективности работы и улучшение эксплуатационных характеристик. Электрическая машина...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634350
Дата охранного документа: 26.10.2017
20.01.2018
№218.016.1323

Технологический комплекс получения синтез-газа в установке по переработке попутного нефтяного газа в синтетическую нефть на гравитационной платформе gtl

Изобретение относится к переработке попутного нефтяного газа (ПНГ) на газохимических установках, размещаемых на удаленных шельфовых месторождениях. Технологический комплекс получения синтез-газа в установке по переработке попутного нефтяного газа в синтетическую нефть на гравитационной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634445
Дата охранного документа: 30.10.2017
20.01.2018
№218.016.133f

Униполярная электрическая машина

Изобретение относится к электрическим машинам постоянного тока и может быть использовано в качестве электрического генератора или электрического двигателя постоянного тока. Технический результат - расширение функциональных возможностей униполярной машины, получение многоуровневого источника...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634478
Дата охранного документа: 31.10.2017
20.01.2018
№218.016.13ce

Запорный механизм узла стыковки-расстыковки продуктопровода

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, применяется в качестве запорного элемента, предназначено для перегрузки углеводородов в море и решает задачу по обеспечению надежной работы узла стыковки-расстыковки продуктопровода, в том числе и в аварийных режимах эксплуатации. Для этого в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634650
Дата охранного документа: 02.11.2017
20.01.2018
№218.016.13ea

Грузозахватное устройство для подъема лежащего на морском дне подводного объекта

Изобретение относится к области морского флота и судостроения и предназначено для подъема с морского дна затонувших подводных объектов. Грузозахватное устройство включает храпцы, имеющие профиль, сходный с профилем корпуса подводного объекта, грузовую раму с кронштейнами и закрепленными на ней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634599
Дата охранного документа: 01.11.2017
20.01.2018
№218.016.168c

Подводный компрессор с прямым электроприводом

Изобретение относится к системе компрессора, приспособленной к подводному применению. Подводный компрессор с прямым электроприводом содержит компрессорный агрегат и двигательный агрегат, роторная часть которого и вращающиеся части компрессорного агрегата расположены на общем валу, установленном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635173
Дата охранного документа: 09.11.2017
20.01.2018
№218.016.1aa0

Преобразователь частоты

Изобретение относится к области электротехники и силовой электроники, в частности к преобразователям частоты с двойным преобразованием электрической энергии. Технический результат - улучшение функциональных возможностей изделия и повышение надежности его работы. Кроме того, преобразователь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002636390
Дата охранного документа: 23.11.2017
20.01.2018
№218.016.1c18

Электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе содержит тепловой двигатель, асинхронный генератор переменного тока с фазным ротором, тяговый асинхронный электродвигатель с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640378
Дата охранного документа: 28.12.2017
Показаны записи 71-80 из 88.
19.01.2018
№218.016.042d

Устройство погрузки, транспортировки и установки на морское дно тяжеловесного и крупногабаритного морского подводного объекта

Изобретение относится к области судостроения и морского транспорта, в частности касается транспортировки тяжеловесных и крупногабаритных морских подводных объектов. Предложено устройство погрузки, транспортировки и установки на морское дно тяжеловесного и крупногабаритного морского подводного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630513
Дата охранного документа: 11.09.2017
19.01.2018
№218.016.055a

Спасательная шлюпка закрытого типа для эвакуации и спасания персонала морских нефтегазовых платформ, транспортных и технологических судов в ледовых условиях

Изобретение относится к области судостроения, касается вопроса обеспечения эвакуации и спасения персонала морских платформ и экипажей транспортных и технологических судов, работающих в ледовых условиях, с использованием спасательных шлюпок. Предложена спасательная шлюпка закрытого типа, носовая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630871
Дата охранного документа: 13.09.2017
20.01.2018
№218.016.12e5

Многовальная униполярная электрическая машина

Изобретение относится к электрическим машинам постоянного тока и может быть использовано в качестве электрического генератора или электрического двигателя постоянного тока. Технический результат - повышение эффективности работы и улучшение эксплуатационных характеристик. Электрическая машина...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634350
Дата охранного документа: 26.10.2017
20.01.2018
№218.016.1323

Технологический комплекс получения синтез-газа в установке по переработке попутного нефтяного газа в синтетическую нефть на гравитационной платформе gtl

Изобретение относится к переработке попутного нефтяного газа (ПНГ) на газохимических установках, размещаемых на удаленных шельфовых месторождениях. Технологический комплекс получения синтез-газа в установке по переработке попутного нефтяного газа в синтетическую нефть на гравитационной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634445
Дата охранного документа: 30.10.2017
20.01.2018
№218.016.133f

Униполярная электрическая машина

Изобретение относится к электрическим машинам постоянного тока и может быть использовано в качестве электрического генератора или электрического двигателя постоянного тока. Технический результат - расширение функциональных возможностей униполярной машины, получение многоуровневого источника...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634478
Дата охранного документа: 31.10.2017
20.01.2018
№218.016.13ce

Запорный механизм узла стыковки-расстыковки продуктопровода

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, применяется в качестве запорного элемента, предназначено для перегрузки углеводородов в море и решает задачу по обеспечению надежной работы узла стыковки-расстыковки продуктопровода, в том числе и в аварийных режимах эксплуатации. Для этого в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634650
Дата охранного документа: 02.11.2017
20.01.2018
№218.016.13ea

Грузозахватное устройство для подъема лежащего на морском дне подводного объекта

Изобретение относится к области морского флота и судостроения и предназначено для подъема с морского дна затонувших подводных объектов. Грузозахватное устройство включает храпцы, имеющие профиль, сходный с профилем корпуса подводного объекта, грузовую раму с кронштейнами и закрепленными на ней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634599
Дата охранного документа: 01.11.2017
20.01.2018
№218.016.168c

Подводный компрессор с прямым электроприводом

Изобретение относится к системе компрессора, приспособленной к подводному применению. Подводный компрессор с прямым электроприводом содержит компрессорный агрегат и двигательный агрегат, роторная часть которого и вращающиеся части компрессорного агрегата расположены на общем валу, установленном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635173
Дата охранного документа: 09.11.2017
20.01.2018
№218.016.1aa0

Преобразователь частоты

Изобретение относится к области электротехники и силовой электроники, в частности к преобразователям частоты с двойным преобразованием электрической энергии. Технический результат - улучшение функциональных возможностей изделия и повышение надежности его работы. Кроме того, преобразователь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002636390
Дата охранного документа: 23.11.2017
20.01.2018
№218.016.1c18

Электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе содержит тепловой двигатель, асинхронный генератор переменного тока с фазным ротором, тяговый асинхронный электродвигатель с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640378
Дата охранного документа: 28.12.2017
+ добавить свой РИД