相邻桥梁建设日益增加,其存在的气动干扰效应使静力风荷载和颤振稳定性与单独桥梁相比存在差异,对于大跨度桥梁而言这种差异不能忽视。此外,气动干扰效应导致风场的改变可能影响行车安全性。气动干扰效应成为了大跨度相邻桥梁抗风设计关注重点之一。本文围绕大跨度相邻桥梁气动干扰效应展开如下研究:首先,介绍计算流体力学基础理论及本文工程背景,CFD数值模拟得到单独下游桥梁静力三分力系数并通过风洞试验验证,为通过CFD数值模拟方法分析气动干扰效应提供保证;然后,研究气动干扰效应对静力三分力系数及行车风环境的影响。结合实际工程背景,考虑了相邻桥梁水平相对位置和竖向相对位置因素,数值模拟计算得到风攻角不同(±7°范围)时的上、下桥梁静力三分力系数以及下游桥梁车道中心风速放大系数随高度的变化曲线,分析讨论了气动干扰效应对上、下桥梁静力三分力系数、对下游桥梁车道中心风速放大系数及列车重心处风速放大系数影响规律;最后,研究气动干扰效应对颤振稳定性的影响。采用第三章的实际工程背景,考虑了相邻桥梁水平相对位置和竖向相对位置因素,数值模拟计算得到常见来流(小风攻角0°)和极端来流(大风攻角7°)情况的下游桥梁颤振导数,并结合颤振导数从气动阻尼和气动刚度角度分析气动干扰效应对颤振稳定性的影响,进而借助MATLAB程序采用半逆解法求解颤振临界状态,得到颤振临界风速干扰因子和颤振频率,分析气动干扰效应对颤振临界风速和颤振频率的影响规律。结果表明:CFD数值模拟结果与风洞试验结果较为吻合,为相邻桥梁气动干扰效应研究提供可行性。气动干扰效应对上游桥梁升力系数与力矩系数影响微弱,对阻力系数有一定程度降低,降低程度与水平间距比、高度差和风攻角有关。气动干扰效应对下游桥梁三分力系数有较大程度影响,与水平间距比、高度差和风攻角有关,相比单独下游桥梁:阻力系数降低最多可达35.3%,提高最多可达12.1%;升力系数绝对值降低程度可达74.5%,提高程度可达10.0%;力矩系数绝对值降低最多程度可达80.0%,提高最多可达48.1%。下游桥梁车道中心处桥面风场具有相似性,且在气动干扰效应影响下仍保持相似性,上游桥梁的存在降低下游桥梁列车重心处风速有利于行车安全,但沿着跨径方向(上、下游桥梁存在不同高度差)列车重心处风速差异大,风-车-桥耦合振动分析应视情况考虑高度差的因素。上游桥梁的尾流对下游桥梁的气动阻尼、气动刚度均有较大影响,并导致后者的颤振临界状态,甚至是颤振形态发生改变。这种改变与两幅桥梁之间的水平间距比、高度差、以及来流风攻角都有关系。具体而言:小风攻角(0°)下,下游桥梁颤振形态为弯扭耦合颤振,相比单独下游桥梁,颤振临界风速降低程度最多可达11.7%,颤振临界风速提高程度最多可达23.7%,气动干扰效应表现为提高下游桥梁颤振频率,提高程度最多可达36.3%;大风攻角(7°)下,实际水平间距下高度差为3m与5m的下游桥梁发生弯扭耦合颤振,其他工况与单独下游桥梁均发生扭转颤振,相比单独下游桥梁,颤振临界风速降低程度最多可达13.2%,颤振临界风速提高程度最多可达59.5%,下游桥梁颤振频率对水平间距变化较不敏感,受高度差因素影响颤振频率降低程度最多可达10.0%。