Page 204 - 《振动工程学报》2026年第3期

804 振 动 工 程 学 报 第 39 卷

风攻角下系统竖向原始机械阻尼比。可以看到，随
着振幅的增大，各风攻角下的系统竖向原始机械阻
尼比均呈现出线性增大的趋势，具有明显的幅变特
征。以+3°风攻角为例，在 0.005~0.183 无量纲振幅
范 围 内 ，系 统 竖 向 原 始 机 械 阻 尼 比 的 范 围 为
0.05%~0.18%，增量为 0.13%。此外，相同振幅下，
各风攻角对应的系统竖向原始机械阻尼比较为接
近，表明风攻角对其影响较小，可以忽略不计。
图 4 所示为 0°、±3°和±5°共 5 个风攻角下系统
竖向原始机械阻尼比对应的 Π 型主梁断面节段模型
的竖向涡振响应。可以看到，在不同风攻角下，Π 型
主梁断面均表现出明显的竖向涡振现象，且存在大、
小两个涡振区间。其中，在+5°和+3°风攻角下，Π
型主梁断面的小涡振区间的范围集中在无量纲折减
风速 0.515~0.637 内，而在其他风攻角下小涡振区
间的范围集中在无量纲折减风速 0.419~0.524 内，
且各风攻角下大涡振区间的范围集中在无量纲折减
风速 0.652~1.116 内，其对应的折减风速随风攻角
由正变负呈逐渐减小趋势。从涡振振幅来看，+3°
和 0°风攻角的情况最为不利，主梁的无量纲涡振响 图 5 +3°和 0°风攻角下不同水平的系统竖向机械阻尼比
应峰值分别为 0.129 和 0.127，对应的无量纲折减风 Fig. 5 Vertical mechanical damping ratios of the system with
速分别为 0.896 和 0.872。 different levels at +3° and 0° wind attack angles

图 4 不同风攻角下的主梁节段模型竖向涡振响应
Fig. 4 Vertical VIV responses of main girder sectional
model under different wind attack angles

2. 2 结构阻尼对主梁涡振响应的影响

图 5 所示为+3°和 0°风攻角下不同水平的 Π 型
主梁断面节段模型系统竖向机械阻尼比。其中 ξ hi，j
表示 j°风攻角下的第 i 个系统竖向机械阻尼比。可
以看到，随着振幅的增大，两个风攻角下的不同系统
竖向机械阻尼比均近似呈线性增大，且不同曲线基
本平行，这表明电涡流阻尼器主要提供线性黏滞阻
尼，不会增强系统机械阻尼比的非线性。 图 6 +3°和 0°风攻角下系统竖向机械阻尼比对主梁节段
模型竖向涡振的影响
图 6 所示为+3°和 0°风攻角下不同系统名义阻
尼比对应的 Π 型主梁断面节段模型的竖向涡振响 Fig. 6 Effects of the vertical mechanical damping ratios of
应。可以看到，在两个风攻角下，Π 型主梁断面均有 the system on the vertical VIV of the girder sectional
大、小两个涡振区间，小涡振区间的试验风速较低、 model at +3° and 0° wind attack angles