随着科学技术的进步,现代桥梁结构不断向着细长、轻柔和低阻尼的方向发展,在总结多次风毁事故的基础上,桥梁风工程学逐渐发展起来。作为一种低风速下发生频繁的风致振动,涡激振动不仅会影响桥梁行车的舒适性和安全性,更有可能使桥梁结构发生疲劳损伤,是桥梁风工程研究中的重要一环。本文以某拟建的大跨度Π型小边箱结合梁斜拉桥为实际研究背景,首先使用ANSYS软件建立该桥的有限元模型,计算了动力特性,其主梁一阶对称竖弯频率为0.2445Hz,一阶对称扭转频率为0.4047Hz。接着依据动力特性计算结果,选择合适缩尺比进行了主梁节段模型的风洞试验。静力试验得到了主梁-12°~+12°风攻角下的三分力系数。而动力试验结果表明,主梁在0°和+3°风攻角下、16m/s~24m/s风速区间内发生了明显的竖向涡激振动,最大振幅为144.3mm。然后对分别采用了5种气动控制措施的主梁进行风洞试验,通过对结果的分析,偏角朝斜上方的3号风嘴抑振效果最好。在CFD数值模拟的过程中,为了验证FLUENT软件的适用性和参数设置的正确性,建立了二维方柱绕流模型。静态绕流计算中,层流模型和SST k-ω模型均取得了与文献参考值较好的吻合;单自由度情况下,借助动网格技术,采用松耦合方法进行计算,分析结果表明方柱发生了竖向涡振,也出现了“锁定”现象。最后采取试验缩尺比建立Π型主梁的计算模型,主梁的静力三分力系数计算结果和试验结果基本吻合。动力计算中,0°风攻角下主梁在12m/s~28m/s的风速下发生了最大振幅为98mm的竖向涡激振动,涡脱频率也“锁定”在了2.3Hz左右,十分接近主梁设定的自振基频2.296Hz。总之,本文通过风洞试验和数值模拟两种方法研究了Π型主梁截面的涡振现象,两者结果虽然有一定差距,但总体趋势一致。同时还提出了几种截面气动优化措施,并通过试验进行了优选,对Π型主梁桥梁的涡振研究和抗风设计具有一定的参考价值和借鉴意义。