随着桥梁跨度的不断增加,桥梁的长细化使其刚度和阻尼不断下降,悬索桥作为一种大跨径柔性结构,由于其对风作用的敏感性,抗风稳定性已经成为影响悬索桥设计的关键控制因素。悬索桥是处于大气边界层中的结构物,在常规风或极端风的作用下将产生风致振动响应,甚至造成结构毁坏,故从经济及安全的角度都有必要进行悬索桥的风致振动研究。本文首先进行了极端风风场数值模拟和悬索桥的固有振动分析,进而对悬索桥进行了颤振分析和顺风向风振响应分析。主要研究工作包括:1.下击暴流风场数值模拟是在确定性-随机性混合模型的基础上,利用Wood竖向风剖面模型和Holmes水平径向风剖面模型模拟出空间点处的平均风速,并采用AR模型生成具有时间相关性和空间相关性的脉动风速,从而获得下击暴流空间相关性风场。2.台风风场的数值模拟是根据拟合得到的“石沅”台风谱、台风“派比安”风谱和台风“莎莉”风谱三种台风谱,采用AR模型生成具有时间相关性和空间相关性的脉动风速,从而模拟得到台风空间相关性风场。3.基于能量变分法的思想提出悬索结构固有振动的近似分析方法,推导了悬索桥横向振动、竖向振动和扭转振动各阶频率的计算公式,并与有限元计算结果对比。4.介绍理想平板的自激力理论和颤振导数理论,并建立了两自由度耦合颤振方程。采用Scanlan方法和降阶方法求解两自由度耦合颤振方程,以简支梁为例,求解出颤振临界风速和颤振频率,并与解析解进行对比,比较了两种方法的计算精度。5.对虎门大桥、江阴长江大桥和阳逻长江大桥进行颤振分析,计算得到的悬索桥的颤振临界风速,并计算取不同阻尼比时悬索桥的颤振临界风速,分析了阻尼比对颤振临界风速的影响。6.分别模拟了虎门大桥的常规风风场、下击暴流风场和台风风场,计算出相应的风荷载时程,并施加在悬索桥的有限元模型上进行顺风向风振响应分析。进一步研究了设置抗风索对悬索桥的固有振动和风振响应的影响。