前言

随着桥梁跨度的不断增大，结构质量越来越轻，结构刚度越来越小，结构阻尼越来越低，结构对风作用的敏感性越来越强，风致振动对桥梁的安全性能和使用性能的影响更加突出。在各种风致振动中对桥梁稳定、安全和使用性能影响最大的是自激振动。本书从桥梁自激振动的能量传递和转换规律入手，对典型桥梁断面风致振动的发生机理进行了探讨和总结，希望对大跨度桥梁的抗风设计和风振控制措施的研究提供有益的借鉴。

本书共分为8章。第1章简要介绍了桥梁颤振的研究现状，在此基础上提出了新的研究思路。第2章建立了二维耦合颤振能量分析的框架，给出了耦合颤振能量方程及求解方法。第3章从宏观层面上分析了平板、箱梁、H型断面等典型主梁断面颤振过程中的能量转换规律，并从能量的角度对这三种断面颤振的发生机理进行深入探讨。第4章建立了细观层次上的颤振能量分析框架。研究采用PIV流场测试技术与CFD数值计算相结合的手段分析典型桥梁断面颤振过程中流场和压力场的变化规律。第5章应用CFD数值模拟与PIV流场测试技术对平板、箱梁和类似旧塔科马桥的H形断面固定状态下的流场特征进行了比较分析。第6章对平板断面颤振能量转换的细观机理进行了研究，分析了平板断面风致振动过程中尾部旋涡的尺度从小涡向大涡的演化过程，而最终结构的振动由大涡控制。第7章从细观层面上对比分析了箱梁和H形断面颤振过程能量转换的特性。研究了箱梁尾部风嘴处上下旋涡的交替作用对箱梁振动的激发作用以及H形断面表面大型旋涡对模型振动的影响。结合POD 分解，分析了这两种断面颤振过程中模型表面压力时空分布特性的演化规律。第8章对从能量转换的角度出发，在宏细观两个层面上对典型桥梁断面颤振机理进行了总结。

本书作者为华北水利水电大学副教授刘祖军。同济大学博士研究生导师葛耀君教授、杨詠昕副研究员对本书的编写提出了宝贵的修改意见，在此致以衷心的感谢。

由于著者水平有限，本书难免存在不足之处，尚祈读者批评指正。

刘祖军

2016年2月