随着我国桥梁建造技术的飞速发展,大跨度桥梁记录被不断刷新,桥梁愈趋柔性,对于大跨度桥梁抖振分析成为了桥梁抗风设计的重要因素,气动导纳函数及抖振力的跨向相关性是抖振响应分析精度的控制性参数。由于气动导纳函数本身的复杂性和试验技术条件的限制,现有的气动导纳识别方法和识别结果存在离散性大、重复精度低的缺点,这已成为我国大跨度桥梁抗风设计中的一个技术难点。基于实验室开发的顺风向和竖风向主动格栅形成的脉动风场,本文采用节段模型强迫振动试验,全桥气弹模型试验并结合Ansys瞬态分析数值计算等研究手段对矩形断面的气动导纳函数,抖振力的空间分布特性以及抖振响应特性进行了研究,研究的主要内容以及成果如下所示:(1)通过对顺风向主动格栅和竖风向主动格栅所形成的脉动流场特性进行研究,流场具有良好的简谐性,均匀性以及单一周期可重复性。在风洞内可以形成单一频率准正弦脉动风场和多谐波组合脉动风场。为试验的进行创造了有利的前提条件。(2)基于形成的脉动风场,通过强迫振动节段模型刚性试验并结合三种不同的气动导纳识别方法,分别识别了薄平板断面和矩形断面在单频率准正弦脉动风场下的6个气动导纳幅值,比较了不同风场类型和风场参数对气动导纳函数的影响,并与Sears理论函数进行比较,研究发现对于矩形断面,顺风向脉动流场中阻力气动导纳的识别较其它抖振力分量准确,竖风向脉动流场中,升力和升力矩的气动导纳幅值识别较为准确,且风攻角和脉动风频率以及来流平均风速对气动导纳幅值的影响显著。(3)基于顺风向脉动流场,对不同脉动风谐波分量与相应阶次抖振力之间的气动导纳进行了识别,通过比较一阶对应识别的气动导纳幅值曲线与二阶对应识别的气动导纳幅值曲线,证明了抖振力的非线性。(4)通过研究矩形断面节段模型和气弹模型抖振力的展向相关性,分析了不同参数影响下抖振力相关性的变化,得出了抖振力的展向相关性与脉动风频率和展向间距呈负相关。结合Matlab椭圆滤波器成功分离抖振力与自激力,得出了自激力可以提高抖振力的展向相关性,对抖振阻力相关性的参数拟合发现几种相干函数模型对抖振力的拟合效果较好。(5)通过全桥刚性模型试验,气弹模型试验并结合Ansys瞬态分析数值计算,研究抖振响应特性,研究发现来流平均风速与脉动风频率以及风攻角对抖振响应影响显著,伴随来流风的增大,抖振响应逐渐增大,在一定频率范围内,抖振响应随脉动风频率增大而增大,超过该范围,有呈下降的趋势,同时风攻角对抖振响应的影响高频部分较低频部分显著。