Page 215 - 《振动工程学报》2026年第3期
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第 3 期 王佳盈，等： 隔涡板对分体箱梁竖向涡振性能的影响及其作用机理研究 815
A U 开孔尺寸显著影响分体箱梁的涡激振动。图 8 对比
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A = ，u = （2）
D f h B 了不同开孔率隔涡板在不同模型中的抑振效果。对
式中，A 表示最大振幅；D 表示断面高度；U 表示来 于 1∶70 的 节 段 模 型 试 验 ，其 试 验 雷 诺 数 范 围 为
流风速； f h 表示一阶竖弯频率；B 表示断面宽度。 4.68×10 ~3.90×10 ；而 对 于 1∶30 的 节 段 模 型 试
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当采用 0% 开孔率的隔涡板封闭桥面中央开槽 验，其试验雷诺数范围为 9.10×10 ~7.73×10 。尽
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处时，由于隔涡板的存在，阻断了上下表面气流在中 管两者原断面的振幅及趋势相近，但在高雷诺数下，
央开槽处的相互作用，从而导致分体箱梁的涡激振 原断面展现出了与低雷诺数不一样的振动形式，即
动消失。 最大振幅点附近出现的次振幅位置有所不同。高雷
诺数下，次振幅先出现，紧接着出现最大振幅，而低
雷诺数下则相反。尽管高雷诺数下，分体箱梁的振
幅随开孔率降低呈现降低的趋势，但其抑振效果也
出现降低的趋势，即开孔率为 22.31% 时出现了涡
激振动现象。这一现象表明低雷诺数下原断面的涡
振现象在一定程度上可以反映高雷诺数下原断面的
涡振现象，但是当引入不同开孔率的隔涡板时，其对
断面涡振性能的影响不容忽视。
图 6 原断面及 0% 开孔率断面的涡振性能
Fig. 6 Vortex-induced vibration performance of the original
section and the section with 0% opening ratio
如图 7 所示，当开孔尺寸为 10 mm 时，分体箱梁
的涡振性能随着隔涡板开孔率的降低逐渐提升。相
比于原断面，分体箱梁在不同开孔率隔涡板下的最
大 振 幅 出 现 明 显 的 后 移 ，即 从 原 断 面 最 大 振 幅 点
u =0.65 后移至 u =0.73。当开孔率降到 23.40% 及
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以下时，分体箱梁的涡激振动现象消失。当开孔尺 图 8 雷诺数对分体箱梁涡振性能的影响（−3°风攻角）
寸为 20 mm 时，分体箱梁的涡振性能同样随隔涡板 Fig. 8 Effect of Reynolds number on vortex-induced
开 孔 率 的 降 低 逐 渐 提 升 。 不 同 的 是 ，当 开 孔 率 为 vibration performance of twin⁃box girder （− 3° angle
of attack）
35.48% 时，断面最大振幅点再一次出现后移的现
象，即从 u =0.73 后移至 u =0.81。值得注意的是，
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为了进一步研究隔涡板的抑振效果，在同一雷
在相同开孔率下，开孔孔径大的抑振效果较开孔孔
诺数下，深入分析模型在不同开孔率隔涡板作用下
径小的抑振效果好，且随着开孔率的降低该效应更
所展现的振动幅值。图 9 展示了抑振效果与开孔率
加明显。这一现象说明，在相同开孔率下，隔涡板的
之间的关系。对于 1∶70 的节段模型 ，在雷诺数为
6.90×10 时，开孔尺寸为 10 mm 的隔涡板，其抑振
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图 7 分体箱梁在不同开口率隔涡板的涡振性能（−3°风攻
角）
Fig. 7 Vortex-induced vibration performance of twin⁃box 图 9 开孔率与抑振效果的关系（−3°风攻角）
girder with vortex isolation plates at different opening Fig. 9 Relationship between opening ratio and vibration
ratios （−3° angle of attack） suppression effect （−3° angle of attack）
