大攻角及桥面粗糙度对扁平钢箱梁涡振性能的影响

杨阳，张亮亮，吴波，张亚婷

(重庆大学 土木工程学院，重庆 400045)

摘要：为探究大攻角及桥面粗糙度对扁平钢箱梁涡振性能的影响，对寸滩长江大桥主梁进行了风洞试验。应用Matlab软件模拟桥面粗糙度变化范围，根据模拟结果选取对应的砂纸在试验中模拟桥面粗糙度，分析了攻角及桥面粗糙度对扁平钢箱梁涡振区间及幅值的影响。试验研究表明:在大攻角下扁平钢箱梁的涡振振幅和范围明显增大，对桥址位于山区等容易发生大风攻角的地区的桥梁应进行大攻角试验。扁平钢箱梁的涡振响应随着桥面粗糙度增大而减小。正攻角范围内，桥面粗糙度对涡振响应的影响随着攻角减小而增大。桥面粗糙度发生变化时，扭转涡振响应更加敏感，变化幅度大于竖向涡振响应变化幅度。

关键词：涡振性能；节段模型试验；大攻角；桥面粗糙度

Received:2015-07-30

Foundation item：National Natural Science Foundation of China(No.51578098);Science and Technology Project of Chongqing Municipal Construction Commission(No.20130844)

桥梁涡振通常发生在低风速区间内，长时间涡振会导致结构疲劳并且影响行车的安全性和舒适性。Rio-Niteroi桥在使用阶段曾经高频率地出现一阶大幅涡振[1]，Second Severn桥、东京湾道桥、Great Belt East 桥也曾出现过大幅度的涡振[2-4]。大振幅涡振响应出现频率较高的桥梁需经常关闭，影响正常使用功能并会造成负面社会影响。

管青海等[5]对倒梯形整体钢箱梁有无栏杆时的涡振性能进行了研究，通过测量箱梁断面表面压力解释了栏杆影响桥梁断面涡振性能的原因。秦浩等[6]对分离式双幅桥面钢箱梁进行了全桥模型风洞试验，分析了双幅主梁产生两个涡振区间的机理。……