近年来,随着科学技术和交通事业的发展,连续刚构桥也因此被广泛应用而发展起来,并逐步向大跨、轻柔、超高墩方向发展,这样使得结构的稳定问题、温度问题、抗震问题、抗风问题日益突出。因此,对高墩大跨连续刚构的抗风性能进行研究显得很必要。在桥梁抗风研究中,三分力系数是抖振响应分析、驰振稳定性分析、静风荷载分析中的重要参数,三分力系数的取值直接影响桥梁抗风分析的精度。我国现有的《公路桥梁抗风设计规范》仅对单幅桥面桥梁的三分力系数及其所受的风荷载进行了说明,以此确定的风荷载及风致振动特性误差较大,同时没有考虑到有干扰效应的双幅桥情况。事实上,由于双幅桥面桥梁上下游桥面之间存在着气动干扰效应,因而其三分力系数肯定不同与单幅桥面。有鉴于此,本文结合山店江大桥的抗风问题研究了连续刚构桥梁的气动性能,主要包含以下几方面内容:(1)综述了大跨度连续刚构桥梁的发展、连续刚构的风振特点及其与双幅桥面气动干扰问题相关的研究成果。(2)介绍了桥梁风工程的重要研究方法,回顾了计算流体力学的兴起及其发展,介绍了CFX软件的发展历史、特色和分析的步骤。(3)选择合理的网格划分方案模拟单幅主梁断面在不同攻角下的风场特征,分析了流场的压力、速度和涡旋的分布,CFX模拟提取的三分力系数与试验值十分吻合,结果可信。因此在实际工程中可以在进行风洞试验之前利用CFX对三分力系数进行预测;对于没有风洞条件的情况下,同样可以利用CFD方法来提取三分力系数。利用FFT变换技术,分析了升力时程曲线的功率谱密度得出旋涡脱落频率fs,从而折算出St数。基于驰振理论和主梁气动三分力数值结果,分析了山店江大桥施工阶段的驰振稳定性,结果表明,该桥主梁不会发生驰振。(4)通过试验和CFX数值模拟相结合的方法对双幅桥距0.5m和桥距24m时的主梁断面三分力系数进行了研究,结果表明,三分力试验结果和数值模拟结果十分吻合,其中阻力系数和升力系数的模拟值与试验值相差较小,升力矩系数的模拟值与试验值相差较大,其主要原因是升力矩系数的数量级太小。三分力系数随攻角变化的趋势完全与试验结果相符合。并采用CFX软件对双幅桥面桥梁不同桥距和攻角的气动干扰效应进行了研究,结果表明,下游桥面对上游桥面的阻力系数气动干扰效应随风攻角的变化不是很大,而上游桥面对下游桥面的升力和升力矩系数干扰效应随风攻角的变化敏感,阻力系数气动干扰效应随风攻角的变化不是很大;下游桥面对上游桥面的气动干扰随桥距的变化不大,上游桥面的阻力、升力和升力矩的变化不明显;而上游桥面对下游桥面的气动干扰随桥距的变化很大,阻力系数降低幅度很大,表现出明显的“遮挡”效应,且随着桥距的增大,这种影响越来越小,升力系数和升力矩系数变化幅度也很大。(5)采用强迫振动方法试验和CFX动网格值模拟识别了薄平板、山店江大桥跨中断面的气动导数。结果表明,对流线性好的薄平板,数值模拟值与理论值相当吻合;而箱梁断面数值识别结果与试验值存在较大误差,数值模拟结果在低折减风速更接近试验值,而在高折减风速处差别明显,要提高精度须加密空间网格和延长计算时间,但必须付出高昂的计算时间代价。由此可知,就钝体特性十分明显的桥梁断面而言,目前CFD在识别其气动导数方面的发展尚存在明显不足之处,尤其是算法的稳定性及效率问题,还不能取代物理风洞研究钝体桥梁断面的流固耦合问题。