为了研究边箱钢-混叠合梁悬索桥的颤振性能,以某大跨度悬索桥为背景,通过一系列节段模型风洞试验,研究了边箱钢-混叠合梁悬索桥的颤振形态及特性,并详细分析了上、下中央稳定板、水平导流板、裙板、锐化风嘴等气动措施对其颤振性能的影响。结果表明:边箱钢-混叠合梁颤振呈现以扭转为主、单一频率振动的弯扭耦合振动特征,即出现软颤振现象,且振动频率与系统扭转频率相近;通过气动优化研究发现,对于边箱钢-混叠合梁,中央稳定板对于提高其颤振临界风速的作用有限,而水平导流板与裙板组合气动措施的作用效果明显,可显著提高其颤振临界风速。此外,锐化风嘴亦可改善边箱钢-混叠合梁颤振性能。

文中主要研究了扁平箱梁气动力的展向相关特性,主要手段采用风洞节段模型测压试验。首先通过CFD数值模拟进行了主梁的气动力特性及外部绕流特性分析,明确了试验布点方案,最后进行了风洞节段模型试验,分析了改变风攻角和展向间距时,气动力、测点压力的展向相关性。结果表明扁平箱梁的气动力展向相关性在展向间距增大时减小;正攻角时,风攻角越大,上表面测点压力的展向相关性越强,而负攻角时变化不敏感。

对某大跨度钢桁悬索桥进行颤振试验研究,讨论采取设置中央稳定板、增设抑流板、封闭外护栏部分高度、调整下检修道人行板厚度以及变动水槽等不同气动措施及其相互组合下加劲梁的颤振稳定性能,综合考虑各方面因素得到气动优化方案。研究结果表明单独采取设置下中央稳定板以及增设抑流板的措施对加劲梁的气动优化效果均不明显。在含有降低下检修道人行板厚度的组合措施中,保留水槽有利于改善加劲梁的颤振稳定性;在不含降低下检修道人行板厚度的组合措施中,移除水槽有利于改善加劲梁的颤振稳定性。外护栏的封闭高度越大,越有利于改善加劲梁的颤振稳定性,且封闭外护栏上部比封闭其下部的影响效果更明显。

为提高钢-混叠合窄梁的抗风性能,以山区大跨窄梁悬索桥——紫坪铺特大桥为背景,采用节段模型风洞试验对其加劲梁气动稳定性及其抑振措施进行研究。风洞试验观察到加劲梁原始断面在负攻角下会发生驰振发散,基于此,采用节段模型动力试验对比了调整检修道位置、调整防撞护栏透风率、设置下稳定板、设置水平导流板等气动措施的驰振抑振效果,并进一步通过节段模型静力试验进行检验。结果表明检修道置于梁底的驰振抑振效果略好于置于桥面边缘;不同程度封闭防撞护栏或采用下稳定板反而会使结构的气动性能劣化;采用增设水平导流板及下移检修道的组合气动优化措施可大幅提高驰振临界风速,明显改善气动性能。

悬索桥由于跨度大、刚度小、阻尼低,极易发生不利的风致振动和较大的风荷载效应。文章以贵州天门特大桥为研究对象,介绍了该悬索桥主桥的抗风设计主要过程。首先介绍桥梁的基本设计参数、风速参数,采用了有限元分析方法给出了主要模态及频率。进一步介绍了基于节段模型的颤振稳定性试验研究,以及静气动力系数试验结果。最后给出了等效静风荷载作用下桥梁的风荷载响应。通过研究表明,桥梁能够满足颤振稳定性等抗风检验要求。

为研究复杂交通状态下车桥系统的气动特性,对某大跨度公铁两用桁架斜拉桥进行了节段模型风洞试验。测试了不同风攻角下单列车、两列车、三列车通过时车桥系统的三分力。研究了线路位置、桥塔、公路车流、双车及三车交会对车辆和桁梁三分力系数的影响。结果表明当单列车从迎风侧线路向背风侧线路移动时,车辆和桁梁的阻力系数逐渐减小,但车辆的升力系数及桁梁的力矩系数在背风侧轨道达到最大;当列车通过桥塔,受遮挡车辆的平均表面风压会显著减小,当其位于迎风侧轨道时影响最明显,但在靠近桥塔边缘处的表面风压波动较为剧烈;双车交会时,车辆的阻力和升力系数随交会间距的增大而增大;三车交会时,位于迎风侧列车后方的车辆阻力和升力系数显著下降,中间车的升力系数最小且阻力系数为负数;随着桥上列车数量的增加,桁梁的阻力和升力...

介绍了拟建中的镇江-扬州公路大桥南汊悬索桥的节段模型风洞试验的主要内容、试验结果和颤振计算分析结果，据此评估了该桥的抗风特性。