风浪耦合作用下跨海大桥矩形主梁涡激振动(VIV)特性实验研究

本综述通过风洞-水槽联合实验，系统研究了风浪耦合作用下矩形主梁的涡激振动（VIV）响应特性。研究发现波浪高度增加、周期减小及桥面净空降低会显著抑制VIV振幅，而主频始终保持在结构固有频率附近。研究为跨海大桥抗风设计提供了关键实验数据支撑。

　　

Highlight

试验设施与截面模型

风浪耦合作用下矩形主梁涡激振动实验在哈尔滨工业大学的（Wind Tunnel and Wave Flume Laboratory）完成。实验设施由闭式风洞和水槽组成，尺寸分别为6.0×3.6×50.0m和5.0×4.5×50.0m（宽×高×长）。在距右侧24米处设置了9米长的升降平台用于支撑结构。

风场对波场的影响

与单独的风或波浪作用不同，在风浪耦合作用下，风场和波场会相互影响。为探究风场对波场的作用，图7和图8展示了不同条件下波高仪WG1处的波形剖面。为便于观察波形变化规律，图中同时绘制了基于五阶斯托克斯波理论（Fenton, 1985）生成的波形剖面。各参数含义如下：

结论

为研究风浪耦合作用下矩形主梁结构的涡激振动特性，在风洞与波浪水槽实验室开展了多组实验。通过分析实验数据，首先研究了风场对波场的影响。通过改变波高、波周期、净空和风攻角等参数，分别探究了这些因素对涡振响应的影响规律。基于以上结果，第三节还对涡激振动幅值的极值特性进行了分析。