第36卷第2期2023年4月振动工程学报JournalofVibrationEngineeringVol.36No.2Apr.2023宽高比5∶1矩形断面涡激振动锁定区间内涡激力展向相关性分析温青1，2，龙航1，华旭刚2，池俊豪1，孙洪鑫1（1.湖南科技大学土木工程学院结构抗风与振动控制湖南省重点实验室，湖南湘潭411201；2.湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室，湖南长沙410028）摘要:涡激力展向相关性是准确预测三维柔性结构涡激振动振幅的重要因素。以宽高比5∶1矩形断面为例，通过气动力展向相关函数理论建模和节段模型弹性悬挂测振、测压风洞试验，研究了涡激振动锁定区间内实测气动力展向相关性变化规律。研究结果表明：在涡激振动锁定区间内，实测气动力由完全相关的自激力和不完全相关的随机气动力组成，展向相关性可以用指数加常数型函数描述，指数项系数为随机气动力占实测气动力的能量比，指数项系数和常数之和等于1；实测气动升力均方根在涡振起振阶段最大，随着风速增大反而减小，随机气动力均方根基本保持不变，由此导致实测气动力展向相关性表现为起振阶段最强，随着风速增加而减弱。关键词:涡激振动；气动力；展向相关性；矩形断面中图分类号:U441+.3文献标志码:A文章编号:1004-4523（2023）02-0319-07DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2023.02.003引言涡激振动是一种带有自激性质的限幅风致振动。目前，已有不少大跨桥梁主梁观测到在低风速下发生涡激振动事件，如虎门大桥［1］、鹦鹉洲大桥、西堠门大桥［2］等。涡激振动不会造成桥梁破坏，但是，长期的涡激振动会对桥梁的正常运营、行车安全性造成不利影响，缩短结构或者构件的使用寿命［1⁃7］。评价桥梁的涡振性能、预测涡振振幅是桥梁设计、运营管理普遍关注的问题。大跨桥梁为典型的空间柔性结构，涡激力展向相关性是预测桥梁涡振振幅的重要参数。静止状态的圆柱、矩形柱、桥梁主梁等钝体断面刚性构件的气动力展向不完全相关，用指数函数能很好地描述气动力随展向间距的变化规律［8⁃10］。涡激振动状态的钝体断面实测气动力展向相关性增强，圆柱的涡激力展向相关性仍可用指数函数描述［8］，而矩形断面、流线型箱型断面的气动力展向相关性呈现先减小后基本保持不变的特征［9⁃14］，可采用指数加常数型函数描述［11］。在涡激振动锁定区间内，矩形断面和流线型箱型断面实测气动力展向相关性并非在涡振振幅最大处最强［9⁃14］，而是展现出不同寻常的特征，值得探讨。矩形断面是一种典型的钝体断面，其气动性...
