隨著交通量的日益增加，橋梁必須具有更寬的橋面和更多的車道才能滿足通行需求．然而諸多力學(xué)方面的難題限制了橋面寬度，比如橋面太寬將導(dǎo)致主梁橫向彎矩過(guò)大，畸變和剪力滯問(wèn)題嚴(yán)重，而且從美學(xué)因素考慮，橋面寬度也不宜過(guò)大，因此，一般單幅橋梁橋面寬度在40m左右，容納8個(gè)車道．此外，為了增大既有橋梁的通行能力，實(shí)際工程中經(jīng)常會(huì)在其附近新建一座類似橋梁，從而構(gòu)成平行雙幅橋梁，平行雙幅橋可分為兩類：第一類是同時(shí)新建的平行雙幅橋，第二類是對(duì)已有橋梁擴(kuò)建從而構(gòu)成的平行雙幅橋。
近年來(lái)，平行雙幅橋以其更大的通行能力越來(lái)越多地被設(shè)計(jì)應(yīng)用，如美國(guó)的FredHartman大橋和Tacoma大橋，日本的尾道大橋和名港西大橋以及我國(guó)廣東省佛山市平勝大橋和山東省青島海灣紅島航道橋等等．然而由于平行雙幅橋橋面距離較近，氣流流經(jīng)時(shí)會(huì)在上、下風(fēng)側(cè)橋面之間產(chǎn)生復(fù)雜的氣動(dòng)干擾效應(yīng)，可能對(duì)大橋的靜力和動(dòng)力抗風(fēng)性能產(chǎn)生顯著影響。為此，Akihiro Honda對(duì)三幅相互平行的連續(xù)箱梁橋進(jìn)行了氣動(dòng)穩(wěn)定性研究，結(jié)果表明橋面之間的氣動(dòng)干擾對(duì)橋梁的靜動(dòng)力特性都有明顯影響。Sarkar 在1994年也對(duì)平行雙幅橋顫振性能進(jìn)行了研究，研究表明均勻流場(chǎng)中氣動(dòng)干擾效應(yīng)對(duì)顫振導(dǎo)數(shù)稍有影響，紊流場(chǎng)中影響很小，但是Sarkar研究的平行雙幅橋橋面間距過(guò)大，氣動(dòng)干擾效應(yīng)可能已不明顯。2005年Irwin對(duì)新老Tacoma大橋氣動(dòng)干擾效應(yīng)進(jìn)行了研究并指出兩橋之間的氣動(dòng)干擾效應(yīng)幾乎可以忽略，但由于新、老Tacoma大橋橋面之間距離較遠(yuǎn)，且主梁為透風(fēng)較好的桁架梁，因而氣動(dòng)干擾效應(yīng)不明顯。在此之后，Kimura以及我國(guó)學(xué)者陳政清等也對(duì)平行雙幅橋的氣動(dòng)干擾效應(yīng)做了一定程度的研究，研究表明氣動(dòng)干擾效應(yīng)與橋面間距和來(lái)流風(fēng)向有關(guān)，并且氣動(dòng)干擾效應(yīng)引起的振動(dòng)響應(yīng)十分復(fù)雜，在進(jìn)行振動(dòng)響應(yīng)研究時(shí)不可忽略。
本文以天津塘沽海河既有獨(dú)塔斜拉橋拓寬工程的初步設(shè)計(jì)方案為背景，基于一系列彈簧懸掛節(jié)段模型風(fēng)洞試驗(yàn)，著重介紹箱形分離平行雙幅橋面之間氣動(dòng)干擾效應(yīng)對(duì)成橋狀態(tài)顫振穩(wěn)定性和渦振特性影響的研究結(jié)果。
1.工程背景及試驗(yàn)概況
如圖1和圖2所示，已建成的天津塘沽海河大橋(以下簡(jiǎn)稱既有橋)為一座獨(dú)塔雙索面混合斜拉橋，全長(zhǎng)500m，其中主跨為總長(zhǎng)310m的分離雙箱鋼箱梁，邊跨為總長(zhǎng)190m的分離雙箱混凝土箱梁，橋面寬度(B)為23m，主梁高為3 m，拓寬擴(kuò)建中新橋(以下簡(jiǎn)稱新建橋) 與既有橋呈對(duì)稱分布，主跨仍為310m，邊跨220m，主梁標(biāo)準(zhǔn)截面形式及沿縱橋向分布與既有橋類似，兩幅橋軸線距離為35m，橋面凈距離(D)為12m即D/B=0.52，既有橋和新建橋均為混合斜拉橋，主跨均為分離雙箱鋼箱梁，邊跨為預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁。
顫振和渦激共振節(jié)段模型風(fēng)洞試驗(yàn)均在同濟(jì)大學(xué)TJ一2大氣邊界層風(fēng)洞中進(jìn)行，該風(fēng)洞的試驗(yàn)段尺寸為3.0(寬)×2.5(高)×15.0m(長(zhǎng))，風(fēng)洞可達(dá)到的最大風(fēng)速為68m/s 。
顫振和渦激共振的節(jié)段模型試驗(yàn)中主梁外形以以主跨鋼箱梁標(biāo)準(zhǔn)斷面為模擬對(duì)象，用于模型設(shè)計(jì)的實(shí)橋基本參數(shù)如表l所示，其中質(zhì)量和質(zhì)量慣矩考慮了全橋振動(dòng)和空間振動(dòng)效應(yīng)．模型的幾何縮尺比取為1/50，單幅橋模型主梁寬度為0.460m，高度為0.060m．剛體節(jié)段模型的骨架由金屬構(gòu)成，金屬框架長(zhǎng)1.700m，橋面用三夾板和豪適板( 高密度泡沫塑料板) 來(lái)模擬以保證外形的幾何相似性，檢修車軌道、檢修道護(hù)欄及防撞欄用ABS塑料板由電腦雕刻制成。
既有橋和新建橋的二元?jiǎng)傮w節(jié)段模型均用8根彈簧懸掛在風(fēng)洞中，如圖3，4所示，兩者的相對(duì)位置與實(shí)橋相似。在顫振試驗(yàn)中，為了盡可能地獲得顫振臨界風(fēng)速，需要采用較小的風(fēng)速比，故所用彈簧剛度相應(yīng)也較小。但在渦激共振試驗(yàn)中，渦振發(fā)生風(fēng)速相對(duì)顫振臨界風(fēng)速要低得多，因此，為了提高風(fēng)速的分辨率，需要采用比顫振試驗(yàn)更大的風(fēng)速比，相應(yīng)的彈簧剛度較顫振試驗(yàn)的大。試驗(yàn)中，可以通過(guò)調(diào)節(jié)懸掛彈簧的前后絲桿的相對(duì)高度來(lái)改變模型姿勢(shì)，從而模擬上、下風(fēng)側(cè)橋正負(fù)風(fēng)攻角狀況，其中圖5即為3度風(fēng)攻角的試驗(yàn)工況．采用加速度傳感器來(lái)測(cè)量節(jié)段模型的風(fēng)振響應(yīng)。為了研究氣動(dòng)干擾效應(yīng)對(duì)其上風(fēng)側(cè)和下風(fēng)側(cè)顫振穩(wěn)定性和渦振性能的影響，這里分別進(jìn)行了單幅橋和雙幅橋兩種結(jié)構(gòu)狀態(tài)下的試驗(yàn)，其中，雙幅橋試驗(yàn)中同時(shí)對(duì)上、下風(fēng)側(cè)兩個(gè)梁進(jìn)行加速度響應(yīng)測(cè)量，模型試驗(yàn)的參數(shù)如表2所示。
2.氣動(dòng)干擾效應(yīng)對(duì)顫振性能影響研究
2.1氣動(dòng)干擾效應(yīng)對(duì)顫振臨界風(fēng)速的影響
單、雙幅橋面的顫振試驗(yàn)風(fēng)速均為1-20m/s ，臨界風(fēng)速試驗(yàn)結(jié)果如表3 所示。結(jié)果顯示：當(dāng)風(fēng)攻角為3度時(shí)，在試驗(yàn)風(fēng)速范圍內(nèi)單幅橋和雙幅橋的上、下風(fēng)側(cè)橋均發(fā)生了豎彎和扭轉(zhuǎn)耦合顫振，其中，上風(fēng)側(cè)橋和下風(fēng)側(cè)橋的顫振臨界風(fēng)速分別比單幅橋的顫振臨界風(fēng)速下降15.0%和17.0%，而下風(fēng)側(cè)橋的顫振臨界風(fēng)速又比上風(fēng)側(cè)橋的顫振臨界風(fēng)速低了2.3%。
當(dāng)風(fēng)攻角為0度時(shí)，在試驗(yàn)風(fēng)速范圍內(nèi)雙幅橋的上、下風(fēng)側(cè)橋均發(fā)生了顫振，單幅橋未發(fā)生顫振并且其扭轉(zhuǎn)阻尼比還處于上升階段．下風(fēng)側(cè)橋的顫振臨界風(fēng)速比上風(fēng)側(cè)橋的顫振臨界風(fēng)速低了9.4%。
當(dāng)風(fēng)攻角為-3度時(shí)，在試驗(yàn)風(fēng)速范圍內(nèi)，單幅橋和雙幅橋的上、下風(fēng)側(cè)橋都沒(méi)有發(fā)生顫振，且單幅橋的扭轉(zhuǎn)阻尼比還處于上升階段，但上、下風(fēng)側(cè)橋的阻尼比均已進(jìn)入衰減階段，并且下風(fēng)側(cè)橋比上風(fēng)側(cè)橋的阻尼比衰減快，因此，雙幅橋比單幅橋顫振臨界風(fēng)速低，下風(fēng)側(cè)橋又比上風(fēng)側(cè)橋顫振臨界風(fēng)速低．延長(zhǎng)上、下風(fēng)側(cè)橋的阻尼比曲線( 如圖6所示) 可預(yù)測(cè)其顫振臨界風(fēng)速(見(jiàn)表3)，由此可知，下風(fēng)側(cè)橋的顫振臨界風(fēng)速比上風(fēng)側(cè)橋的顫振臨界風(fēng)速低約9.3%。
綜上所述，由于雙幅橋之間的氣動(dòng)干擾效應(yīng)，結(jié)構(gòu)相同、橫向間距較小的上、下風(fēng)側(cè)兩座橋梁的顫振穩(wěn)定性均要明顯差于相同結(jié)構(gòu)單幅橋的顫振穩(wěn)定性，而且下風(fēng)側(cè)橋梁的顫振穩(wěn)定性最差．因此，在對(duì)既有橋梁拓寬擴(kuò)建時(shí)有必要考慮雙幅橋之間的氣動(dòng)干擾效應(yīng)，檢驗(yàn)雙幅橋狀態(tài)下既有橋和新建橋是否仍然滿足顫振穩(wěn)定性要求。
2.2 氣動(dòng)干擾效應(yīng)對(duì)氣動(dòng)導(dǎo)數(shù)的影響
為了研究氣動(dòng)干擾效應(yīng)對(duì)平行雙幅橋氣動(dòng)導(dǎo)數(shù)的影響，利用自由衰減振動(dòng)法和同濟(jì)大學(xué)丁泉順博士基于改進(jìn)最小二乘法提出的氣動(dòng)導(dǎo)數(shù)識(shí)別方法，提取了單、雙幅橋的氣動(dòng)導(dǎo)數(shù)進(jìn)行比較．雙幅橋氣動(dòng)導(dǎo)數(shù)識(shí)別時(shí)上、下風(fēng)側(cè)橋面模型都按二元彈性狀態(tài)懸掛于風(fēng)洞中，兩模型參數(shù)與顫振臨界風(fēng)速測(cè)試時(shí)完全一致，提取上風(fēng)側(cè)橋氣動(dòng)導(dǎo)數(shù)時(shí)，對(duì)上風(fēng)側(cè)橋面進(jìn)行脈沖激勵(lì)使之在風(fēng)場(chǎng)中自由衰減，而下風(fēng)側(cè)橋面則保持自然振動(dòng)狀態(tài)，下風(fēng)側(cè)橋氣動(dòng)導(dǎo)數(shù)識(shí)別時(shí)則反之。由此得出各風(fēng)攻角下單、雙幅橋氣動(dòng)導(dǎo)數(shù)變化曲線如圖7所示。
由圖7可知，當(dāng)風(fēng)攻角為0度時(shí)，雙幅橋的上風(fēng)側(cè)橋與單幅橋的氣動(dòng)導(dǎo)數(shù)隨著折減風(fēng)速增加的變化趨勢(shì)接近，在試驗(yàn)的折減風(fēng)速(U/fB) 范圍內(nèi)仍處于下降狀態(tài)；而對(duì)于雙幅橋的下風(fēng)側(cè)橋梁，雖然在低折減風(fēng)速(U/fB<3)時(shí)其曲線與單幅橋的接近，但在U/fB=3附近出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，隨U/fB的增加開(kāi)始由遞減變?yōu)檫f增，并在U/fB=5.5附近由負(fù)變?yōu)檎?開(kāi)始提供氣動(dòng)負(fù)阻尼．由此可知，0攻角時(shí)，氣動(dòng)干擾效應(yīng)對(duì)上風(fēng)側(cè)橋的氣動(dòng)導(dǎo)數(shù)影響不是很明顯，而對(duì)下風(fēng)側(cè)橋的氣動(dòng)導(dǎo)數(shù)影響較大，其氣動(dòng)導(dǎo)數(shù)轉(zhuǎn)折點(diǎn)較大幅度地提前， 這可能是上、下風(fēng)側(cè)橋振動(dòng)產(chǎn)生的紊流對(duì)順風(fēng)向影響較大，而對(duì)逆風(fēng)向影響較小的緣故．3度風(fēng)攻角時(shí)，雙幅橋的上風(fēng)側(cè)橋與單幅橋的氣動(dòng)導(dǎo)數(shù)隨著U/fB增加的變化趨勢(shì)與0度風(fēng)攻角時(shí)的情況相似，在試驗(yàn)的U/fB范圍內(nèi)仍處于下降狀態(tài)，但雙幅橋的上風(fēng)側(cè)橋的A 曲線的下降速度更快．然而，上風(fēng)側(cè)橋的A 曲線在U/fB=4.0附近下降速度突然變慢，接近于變?yōu)樯仙厔?shì)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)．雙幅橋下風(fēng)側(cè)橋曲線的變化趨勢(shì)與其在0。攻角時(shí)的情況類似，但轉(zhuǎn)折點(diǎn)出現(xiàn)的更早，在U/fB=2附近，并且在U/fB=3.5附近由負(fù)變?yōu)檎_(kāi)始提供氣動(dòng)負(fù)阻尼。由此可知， 3度風(fēng)攻角時(shí)，氣動(dòng)干擾效應(yīng)使得上、下風(fēng)側(cè)橋的曲線均較早地出現(xiàn)了從下降到上升的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，而且下風(fēng)側(cè)橋的曲線轉(zhuǎn)折點(diǎn)出現(xiàn)得更早。
-3度風(fēng)攻角時(shí)，在試驗(yàn)風(fēng)速范圍內(nèi)三種工況下氣動(dòng)導(dǎo)數(shù)的變化趨勢(shì)比較接近，但雙幅橋的上、下風(fēng)側(cè)橋的A 曲線末端(U/fB=5～6) 已開(kāi)始呈現(xiàn)明顯得處上升趨勢(shì)，其中上風(fēng)側(cè)橋曲線的上升趨勢(shì)更明顯．由此可見(jiàn)，-3度風(fēng)攻角時(shí)在低風(fēng)速區(qū)，兩幅橋的氣動(dòng)干擾效應(yīng)對(duì)氣動(dòng)導(dǎo)數(shù)影響相對(duì)其它兩個(gè)風(fēng)攻角時(shí)的影響要小。
3.氣動(dòng)干擾效應(yīng)對(duì)渦激共振影響研究
試驗(yàn)中，雙幅橋的上、下風(fēng)側(cè)橋均發(fā)生了豎彎和扭轉(zhuǎn)渦激共振，并且與單幅橋的渦振特性有較大差別。試驗(yàn)所得的單幅橋和雙幅橋上、下風(fēng)側(cè)橋的豎彎和扭轉(zhuǎn)渦振響應(yīng)隨風(fēng)速變化曲線如圖8，9所示，相應(yīng)的渦振風(fēng)速鎖定區(qū)間、最大振幅、斯脫羅哈數(shù)等結(jié)果如表4所示。下面將通過(guò)考察表征渦激共振特性的三個(gè)重要特征參數(shù)(最大振幅、鎖定風(fēng)速區(qū)間以及斯脫羅哈數(shù)) 來(lái)討論平行雙幅橋之間的氣動(dòng)干擾效應(yīng)對(duì)其渦激共振特性的影響規(guī)律。
3.1 氣動(dòng)干擾效應(yīng)對(duì)渦振振幅的影響
由表4和圖8可見(jiàn)，0度風(fēng)攻角時(shí)單幅橋豎彎渦振振幅最大值為0.021m，振幅相對(duì)較小，并小于按規(guī)范公式計(jì)算的豎彎渦振允許振幅0.104m，雙幅橋的上、下風(fēng)側(cè)橋的豎彎渦振最大振幅為0.060m和0.066m，分別為單幅橋振幅的2.82倍和3.10倍，并且下風(fēng)側(cè)橋要比上風(fēng)側(cè)橋的振幅高；3度風(fēng)攻角時(shí)單、雙幅橋試驗(yàn)均分別發(fā)生了兩次豎彎振，單幅橋的豎彎渦振振幅最大值為0.068m，雙幅橋的上、下風(fēng)側(cè)橋的豎彎渦振最大振幅分別為0.083m和0.169m，分別為單幅橋振幅的1.21倍和2.45倍，其中下風(fēng)側(cè)橋兩 次豎彎渦振最大振幅均已超過(guò)豎彎渦振允許振幅；-3度風(fēng)攻角時(shí)，單幅橋未發(fā)生明顯的渦振現(xiàn)象，但雙幅橋時(shí)上、下風(fēng)側(cè)橋均出現(xiàn)了振幅較小的豎彎渦振．綜上所述，氣動(dòng)干擾效應(yīng)對(duì)平行雙幅橋下風(fēng)側(cè)橋的渦振振幅影響比對(duì)上風(fēng)側(cè)橋的渦振振幅影響更大，同時(shí)3度仍然為發(fā)生渦振的最不利風(fēng)攻角。
試驗(yàn)過(guò)程中也明顯看出下風(fēng)側(cè)橋比上風(fēng)側(cè)橋渦振振幅大，這可能是因?yàn)樯巷L(fēng)側(cè)橋振動(dòng)對(duì)其尾流會(huì)產(chǎn)生顯著的橫向擾動(dòng)，這種擾動(dòng)引起的旋渦或周期性交變氣動(dòng)力又將擴(kuò)散和傳遞至其下風(fēng)側(cè)區(qū)域，并對(duì)下風(fēng)側(cè)橋產(chǎn)生直接的附加作用力，從而使其渦振振幅大幅度增加．而下風(fēng)側(cè)橋的振動(dòng)雖然也會(huì)對(duì)周圍流場(chǎng)產(chǎn)生擾動(dòng)，但這種擾動(dòng)引起的旋渦或周期性交變氣動(dòng)力也將擴(kuò)散和傳遞至其下風(fēng)側(cè)區(qū)域，但其對(duì)處于逆風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)橋的作用應(yīng)該主要是通過(guò)波動(dòng)的形式傳遞，因此對(duì)其振幅影響相對(duì)較小．由表4和圖9可見(jiàn)， 0度風(fēng)攻角時(shí)，單幅橋狀態(tài)扭轉(zhuǎn)渦振只發(fā)生了一次，但雙幅橋狀態(tài)下上、下風(fēng)側(cè)橋均發(fā)生了兩次扭轉(zhuǎn)渦振．單幅橋扭轉(zhuǎn)渦振振幅最大值為0.10，振幅較小，并小于按規(guī)范公式 計(jì)算的扭轉(zhuǎn)渦振振幅允許值0 .183度．雙幅橋的上、下風(fēng)側(cè)橋的扭轉(zhuǎn)渦振最大振幅分別為0.094度和0.330度，分別為單幅橋振幅的0.87倍和3.06倍，并且下風(fēng)側(cè)橋的最大振幅已明顯超過(guò)了扭轉(zhuǎn)渦振允許振幅．3風(fēng)攻角時(shí)，單幅橋扭轉(zhuǎn)渦振最大振幅為0.199度，雙幅橋中上、下風(fēng)側(cè)橋的扭轉(zhuǎn)渦振最大振幅分別為0.288度和1.399度，分別為單幅橋振幅的1.45倍和7.03倍，并均大于扭轉(zhuǎn)渦振允許振幅．-3度風(fēng)攻角時(shí)，單幅橋扭轉(zhuǎn)渦振最大振幅為0.103度，雙幅橋的上、下風(fēng)側(cè)橋的扭轉(zhuǎn)渦振最大振幅分別為0.179度和0.273度，分別為單幅橋振幅的1.74倍和2.65倍 。
試驗(yàn)結(jié)果表明， 平行雙幅橋的氣動(dòng)干擾效對(duì)扭轉(zhuǎn)渦振振幅的影響十分明顯，相比于對(duì)豎向渦振的影響，扭轉(zhuǎn)渦振振幅增大幅度更加顯著．其原因首先在于上、下風(fēng)側(cè)兩幅橋之間的透風(fēng)槽區(qū)域是流動(dòng)干擾和交換的最主要部位，因此氣動(dòng)干擾產(chǎn)生的附加氣動(dòng)力對(duì)下風(fēng)側(cè)橋梁的上游風(fēng)嘴和上風(fēng)側(cè)橋梁的下游風(fēng)嘴這兩處離開(kāi)各自扭轉(zhuǎn)軸較遠(yuǎn)的部位的作用最直接也較強(qiáng)，從而產(chǎn)生較大的附加交變扭矩，引起較大的扭轉(zhuǎn)渦振．另一個(gè)可能的原因是氣動(dòng)干擾效應(yīng)對(duì)平行雙幅橋渦振振幅的影響程度應(yīng)該與橋面振動(dòng)程度有關(guān)， 橋面振動(dòng)越強(qiáng)烈，兩橋之間的氣動(dòng)干擾效應(yīng)越明顯。
3 .2 氣動(dòng)干擾效應(yīng)渦振風(fēng)速鎖定區(qū)間和斯脫羅哈數(shù)的影響
由表4可知，各工況的斯脫羅哈數(shù)均在0.1～0.2范圍內(nèi)，而雷諾數(shù)也在10左右．3度風(fēng)攻角時(shí)，平行雙幅橋上風(fēng)側(cè)橋與單幅橋的豎彎渦振和扭轉(zhuǎn)渦振風(fēng)速鎖定區(qū)間基本相同，并且斯脫羅哈數(shù)也保持一致．與單幅橋相比，下風(fēng)側(cè)橋的豎彎和扭轉(zhuǎn)渦振的起振風(fēng)速要低，風(fēng)速鎖定區(qū)間要分別長(zhǎng)57%～65%和31%左右，斯脫羅哈數(shù)要分別高出11 %～18 %和6%。
0度風(fēng)攻角時(shí)，平行雙幅橋的上、下風(fēng)側(cè)橋的豎向渦振起振風(fēng)速、風(fēng)速鎖定區(qū)間和斯脫羅哈數(shù)相同，并且與單幅橋相比，起振風(fēng)速均略低，風(fēng)速鎖定區(qū)間要長(zhǎng)23%．對(duì)于扭轉(zhuǎn)渦振，平行雙幅橋的上、下風(fēng)側(cè)橋均在兩個(gè)風(fēng)速區(qū)間出現(xiàn)渦激共振，且下風(fēng)側(cè)橋的起振風(fēng)速略低、斯脫羅哈數(shù)略高，下風(fēng)側(cè)橋的兩個(gè)風(fēng)速鎖定區(qū)間比上風(fēng)側(cè)橋的分別要長(zhǎng) 57%和30%．而此時(shí)，單幅橋只在其中的一個(gè)較低風(fēng)速區(qū)問(wèn)出現(xiàn)渦激共振．在這個(gè)較低的風(fēng)速鎖定區(qū)間，與單幅橋相比，雙幅橋的上、下風(fēng)側(cè)橋的起振風(fēng)速略高，斯脫羅哈數(shù)均要低3%左右，風(fēng)速鎖定區(qū)間分別要長(zhǎng)38%和118%。
-3度風(fēng)攻角時(shí)，單幅橋沒(méi)有發(fā)生明顯的豎向渦激共振，而雙幅橋的上、下風(fēng)側(cè)橋均出現(xiàn)的小振幅豎向渦激共振，且它們的起振風(fēng)速、風(fēng)速鎖定區(qū)間和斯脫羅哈數(shù)基本相同．對(duì)于扭轉(zhuǎn)渦振，單幅橋和雙幅橋的上、下風(fēng)側(cè)橋均在一個(gè)風(fēng)速區(qū)間發(fā)生和渦激共振，三者的起振風(fēng)速、斯脫羅哈數(shù)基本相同，雙幅橋的上、下風(fēng)側(cè)橋的渦振風(fēng)速鎖定區(qū)問(wèn)基本一致，并比單幅橋的長(zhǎng)21%左右。
綜上所述，與單幅橋相比，平行雙幅橋的上、下風(fēng)側(cè)橋的渦振風(fēng)速鎖定區(qū)間均要長(zhǎng)，起振風(fēng)速低，斯脫羅哈數(shù)大，發(fā)生渦激共振的風(fēng)速區(qū)間數(shù)可能也要多，因此發(fā)生渦振可能性也更大．而在平行雙幅橋中，與上風(fēng)側(cè)橋相比，下風(fēng)側(cè)橋的渦振起振風(fēng)速一般不會(huì)高，尤其是在3度風(fēng)攻角情況下，其起振風(fēng)速明顯要低，相應(yīng)的斯脫羅哈數(shù)明顯要高，風(fēng)速鎖定區(qū)間明顯要長(zhǎng)，發(fā)生渦激共振的概率也明顯要高．這可能是因?yàn)樯巷L(fēng)側(cè)橋的振動(dòng)對(duì)下風(fēng)側(cè)橋產(chǎn)生的拍振作用較大，迫使下風(fēng)側(cè)橋在更低和更高的風(fēng)速下發(fā)生渦振；而下風(fēng)側(cè)橋振動(dòng)引起的拍振作用對(duì)上風(fēng)側(cè)橋的影響由于平均風(fēng)的作用而減小。
4.結(jié)論
通過(guò)單幅橋和平行雙幅橋的節(jié)段模型測(cè)振對(duì)比風(fēng)洞試驗(yàn)，對(duì)箱形平行雙幅橋之問(wèn)的氣動(dòng)干擾效應(yīng)作用下的上、下風(fēng)側(cè)橋顫振臨界風(fēng)速、氣動(dòng)導(dǎo)數(shù)、以及渦振振幅、起振風(fēng)速、風(fēng)速鎖定區(qū)問(wèn)、斯脫羅哈數(shù)等參數(shù)的影響規(guī)律以及對(duì)這種氣動(dòng)干擾效應(yīng)的重要性有了較為全面的感性認(rèn)識(shí)，從中可總結(jié)出以下結(jié)論：
(1)氣動(dòng)干擾效應(yīng)使得平行雙幅橋的顫振臨界風(fēng)速明顯降低，氣動(dòng)導(dǎo)數(shù)曲線由遞減向遞增變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)均大幅度提前，并且3度風(fēng)攻角下的平行雙幅橋下風(fēng)側(cè)橋梁的顫振臨界風(fēng)速最低，比單幅橋的顫振臨界風(fēng)速降低了約17%。
(2)不同風(fēng)攻角下，氣動(dòng)干擾效應(yīng)對(duì)平行雙幅橋的渦振振幅影響大小不同，以3度風(fēng)攻角下的影響最大，0度風(fēng)攻角下影響次之，-3度風(fēng)攻角下影響最小。總體而言，雙幅橋的渦振振幅顯著地大于單幅橋，而其中又以下風(fēng)側(cè)橋的渦激共振振幅最大。
(3)與單幅橋相比，氣動(dòng)干擾效應(yīng)使平行雙幅橋的渦振起振風(fēng)速降低、風(fēng)速鎖定區(qū)間變長(zhǎng)，斯脫羅哈數(shù)變大，發(fā)生渦激共振的概率增加，而其中又以下風(fēng)側(cè)橋發(fā)生渦激共振的概率最高。
