橋式卸船機(jī)廣泛使用在沿江、沿海港口碼頭上，其自身結(jié)構(gòu)部件和整機(jī)海運(yùn)中使用了較多的撐桿部件如：前拉桿、門框斜撐、后斜撐等。撐桿具有結(jié)構(gòu)簡單、加工難度低、加工效率高等特點。由于環(huán)境風(fēng)速較大，且突發(fā)性的颶風(fēng)較多，這些構(gòu)件容易產(chǎn)生風(fēng)振效應(yīng)。撐管振動會對設(shè)備產(chǎn)生不利的作用，直接影響整機(jī)的安全。了解撐桿產(chǎn)生風(fēng)振的原因，并將這些振動風(fēng)險降低或消除，對卸船機(jī)設(shè)計者和使用者來說十分重要。

1 撐桿風(fēng)振原理分析
1.1 撐桿風(fēng)振原理
風(fēng)流屬于一種鈍性流體，當(dāng)遇到障礙物時，在障礙物的正面會產(chǎn)生正風(fēng)壓，側(cè)面和背面會形成一定形式的風(fēng)吸力(負(fù)風(fēng)壓)和旋渦。當(dāng)氣流沿?fù)螚U截面方向吹動時(即垂直撐桿流動時)，氣流在撐桿背面重新匯集，就會在撐桿截面背后形成反向的氣流旋渦，此旋渦稱為卡門旋渦(Karman-Vortex)。卡門旋渦一般情況下會沿截面中心線成對稱分布，如圖1和圖2所示，旋渦的衰減處于穩(wěn)定狀態(tài)，不會對撐桿產(chǎn)生垂直橫向力；若此旋渦的分布為不規(guī)則狀態(tài)且衰減處于不穩(wěn)定狀態(tài)，就會對撐桿產(chǎn)生垂直橫向力，這樣撐桿就會產(chǎn)生風(fēng)振，干擾撐桿自身固有振動。若風(fēng)振頻率與撐桿的自身固有頻率一致時，就會引起撐桿結(jié)構(gòu)的共振，對整機(jī)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有害影響。

建筑工程設(shè)計管理中運(yùn)用BIM完成相應(yīng)的管理工作時，為提高工作效率，增強(qiáng)工程設(shè)計管理效果，需要考慮BIM應(yīng)用過程中的相關(guān)問題[3]。具體包括：

圖1 圓管截面撐桿卡門旋渦示圖

圖2 工字鋼截面撐桿卡門旋渦示圖

卸船機(jī)前拉桿一般為工字鋼截面的方柱類撐桿(帶變幅功能的卸船機(jī))，其表面存在4個尖銳點，使得風(fēng)流繞過的過程比較復(fù)雜，并且工字鋼類拉桿還存在扭轉(zhuǎn)作用，所以綜合分析起來較為繁瑣，但方柱繞流的分離點是固定不變的，如圖2所示。而圓柱類撐桿表面光滑，繞流時參數(shù)比較穩(wěn)定。卸船機(jī)的前拉桿屬于變幅活動構(gòu)件，兩端都有活動鉸軸聯(lián)接，加之前大梁與后大梁也使用活動鉸軸，前拉桿的風(fēng)振效應(yīng)對主結(jié)構(gòu)的影響不像其他固定撐桿那樣強(qiáng)烈。工字鋼截面的撐桿結(jié)構(gòu)受到的風(fēng)載正壓力較大，即正壓力比風(fēng)載橫向力作用較明顯，所以這里不再討論工字鋼截面撐桿的風(fēng)振效應(yīng)。