通过风洞实验研究了高宽比H/d=5的正方形棱柱顶部柔性薄膜颤振对柱体气动力特性的影响规律.模型宽度为40 mm,来流风速4~20 m/s,对应Reynolds数为10960~54800.柔性薄膜为厚度0.04 mm的高压聚乙烯膜,长度l=0.5~4 cm不等.实验发现,柔性薄膜的振动状态对三维方柱气动力特性有显著影响.低风速下,柔性薄膜不发生颤振,其对方柱气动力影响不大;随风速的增加,柔性薄膜发生颤振,方柱的时均阻力、脉动阻力和脉动侧向力最多分别减少约5%,25%和60%.柔膜发生颤振的临界风速随其长度增大而减小.只要柔膜发生颤振,其对柱体气动力的影响都是类似的,与其长度无关.流动可视化实验发现,薄膜的颤振改变了方柱绕流场,使柱体上半部分的反对称展向漩涡变为受膜拍动控制的对称结构,且越靠近自由端,此现象越明显.

以某景区大跨度人行悬索桥为背景,采用节段模型风洞试验,分别研究了原设计断面和四类气动措施方案的风致振动性能。结果表明采用下中央稳定板可以有效提高板式加劲梁人行悬索桥的颤振稳定性,可为类似桥梁断面的设计提供参考。

近年来大跨人行悬索桥的建设如火如荼,而由于人行悬索桥轻、柔、阻尼低的结构特点,其颤振稳定性常常难以满足要求。颤振破坏危害大,后果严重,是桥梁设计过程中必须解决的问题。鉴于人行悬索桥的抗风措施研究较少,本文查阅了目前人行悬索桥抗风文献,借鉴公路桥梁的抗风措施,对机械措施、结构措施和气动措施的制振原理及规律进行总结,提出可供选择的抗风建议,其可应用于人行悬索桥的抗风设计中。

为研究山区峡谷大跨度人行悬索桥的抗风性能,以一座跨度为389 m的人行悬索桥为背景开展风洞试验研究。首先采用地形模型风洞试验获得加劲梁设计基准风速、静阵风风速和颤振检验风速;然后采用节段模型测力风洞试验测得加劲梁气动力系数随风攻角的变化规律,采用节段模型测振风洞试验测得加劲梁在风荷载作用下的竖向位移根方差及扭转角根方差,以分析加劲梁的涡振特性和颤振稳定性。结果表明随着风攻角由-10°变化到10°,加劲梁的阻力系数先减小后增大,升力系数明显增大,扭矩系数缓慢增大;加劲梁在+3°和+5°风攻角下均发生了扭转涡振和软颤振现象,但涡振的起始风速均大于设计基准风速,颤振临界风速均大于颤振检验风速,表明该桥具有较好的涡振性能和颤振稳定性。