中央开槽箱梁扭转涡振全过程简化涡绕流模式演变特性与锁定机制
来源：中国血液净化杂志2025年第5期北京时间：
作者：胡传新, 陈帅匡, 赵林, 刘圣源, 葛耀君
单位：1. 武汉科技大学 城市建设学院，湖北 武汉 430065","2. 同济大学 桥梁结构抗风技术交通运输行业重点实验室，上海 200092","3. 武汉科技大学 城市更新湖北省工程研究中心，湖北 武汉 430065","4. 同济大学 土木工程防灾减灾全国重点实验室，上海 200092","5. 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，北京 102209
摘要：<p>中央开槽箱梁因其良好的颤振稳定性而在工程实践中得以广泛应用，但其涡振性能仍有待优化，且既有研究尚未深入揭示中央开槽箱梁涡振锁定机制。以典型中央开槽箱梁为研究对象，基于同步测压测振风洞试验，研究+3°攻角箱梁扭转涡振全过程典型风速（起振点、上升区、振幅极值点、下降区和结束点）断面表面气动力时频特性，推演断面周围简化涡绕流模式，揭示中央开槽箱梁扭转涡振诱发机理以及涡振全过程气动力与振动效应同步演变机制。研究结果表明：中央开槽箱梁涡振过程中表面旋涡漂移特征存在明显的演化现象。旋涡漂移存在区域由起振时的下游箱梁下表面底板（气流在下游箱梁下表面与槽间转角处撞击形成的分离涡沿底板向下游漂移）和斜腹板（下游箱梁检修轨道形成的分离涡沿斜腹板表面向下游漂移），随风速增加拓展至上游箱梁下表面底板（上游箱梁检修轨道处的分离涡沿底板向下游漂移）和下游箱梁上表面（下游箱梁上表面前缘栏杆处形成的分离涡沿上表面向下游漂移）。旋涡由下游箱梁下表面底板前缘匀速漂移至斜腹板尾缘，诱导箱梁发生扭转涡振。下游箱梁上、下表面和上游箱梁下表面气动力做功与振幅存在明显的同步演变特性，且与表面旋涡强度密切相关。涡振锁定区间内，中央开槽箱梁上游箱梁下表面、下游箱梁上下表面气动力做功对涡振起主导作用，涡振振幅与上述区域表面气动力做功大小呈正比，亦与旋涡协同作用强度成正比。旋涡协同作用是影响涡振振幅大小的主要因素，而下游箱梁下表面斜腹板表面旋涡的诱导作用是涡振发生的必要因素，这2个因素共同主导涡振锁定，且箱梁下表面检修轨道的存在与断面涡振现象的发生具有较大的关联性。研究深入探讨了断面周围绕流场演变特性及旋涡协同作用演化机制，揭示了中央开槽箱梁扭转涡振诱发机理及锁定机制，为大跨度桥梁的气动稳定性研究提供参考。</p>
关键词：桥梁工程,扭转涡振,中央开槽箱梁,简化涡方法,分布气动力,演化特性
