新建桥梁与邻近既有桥梁主梁涡振气动干扰效应风洞试验研究

《新建桥梁与邻近既有桥梁主梁涡振气动干扰效应风洞试验研究》是一篇探讨桥梁结构在风荷载作用下相互影响的学术论文。该研究针对新建桥梁与邻近既有桥梁之间的主梁涡振气动干扰效应进行了系统性的风洞试验分析，旨在揭示两座桥梁在风流作用下的动态响应特性以及可能存在的气动耦合现象。

论文首先介绍了桥梁结构在风荷载作用下的涡激振动（VIV）问题，这是桥梁设计中不可忽视的重要因素。涡振是由于风流经过桥梁结构时形成的周期性涡旋脱落所引起的振动现象，可能导致桥梁结构的疲劳损伤甚至失稳破坏。随着城市交通的发展，越来越多的新建桥梁需要靠近既有桥梁建设，这使得两座桥梁之间的气动干扰问题变得尤为突出。

为了深入研究这一问题，作者通过风洞试验的方法对不同间距和角度下的桥梁模型进行了模拟测试。试验过程中采用了高精度的测力装置和振动传感器，以获取桥梁在风荷载作用下的动态响应数据。同时，还利用高速摄像技术和图像处理技术对涡旋的形成、发展和脱落过程进行了可视化分析。

研究结果表明，新建桥梁与邻近既有桥梁之间的距离和相对位置对涡振行为有显著影响。当两座桥梁的距离较小时，既有桥梁的存在会改变新桥周围的风流结构，从而导致新桥的涡振频率和振幅发生变化。此外，两座桥梁之间可能存在气动耦合效应，即一座桥梁的振动会影响另一座桥梁的气动性能，进而加剧其振动幅度。

论文还探讨了不同风向角对桥梁气动干扰效应的影响。结果显示，当风向与桥梁轴线呈一定夹角时，涡旋脱落的周期性和稳定性会发生变化，进而影响桥梁的振动特性。这种情况下，桥梁的气动阻尼可能会降低，使得涡振现象更加明显。

在分析过程中，作者还考虑了桥梁主梁的几何形状和材料特性对气动干扰效应的影响。不同的截面形状会导致不同的涡旋脱落模式，而材料的刚度和阻尼特性则会影响桥梁的振动响应。因此，在实际工程设计中，应充分考虑这些因素，以优化桥梁的抗风性能。

此外，论文还提出了相应的工程建议，包括合理确定新建桥梁与既有桥梁之间的间距、优化桥梁主梁的截面形状、采用适当的减振措施等。这些措施有助于减少气动干扰效应，提高桥梁结构的安全性和耐久性。

总体而言，《新建桥梁与邻近既有桥梁主梁涡振气动干扰效应风洞试验研究》为桥梁工程领域提供了一种有效的研究方法和理论依据。通过对风洞试验数据的分析，作者揭示了桥梁结构在风荷载作用下的复杂动力学行为，并为实际工程设计提供了重要的参考价值。未来的研究可以进一步结合数值模拟和现场监测，以更全面地理解桥梁结构在风荷载下的响应特性。