近年来,我国矮塔斜拉桥的建造势头发展迅猛,但一直缺乏专门的设计规范,许多关键技术问题亟待解决。规划中的和宁大桥是一座单索面矮塔斜拉桥,跨径布置为80+138+80m,箱型主梁宽26m,桥位处于近海环境,常年受台风等恶劣天气的影响,其抗风问题必须进行专门研究。本文采用计算流体力学手段,在商用CFD软件Fluent中分析了成桥状态和最不利施工状态(最双悬臂状态)的涡振安全性,得到了其三维颤振导数,结合三维颤振多模态耦合分析理论,在有限元软件ANSYS中对该桥的颤振稳定性进行了分析,主要结论如下:1.在ANSYS中建立了成桥态和最大双悬臂状态的有限元模型,计算得到成桥状态的一阶竖弯频率为0.570Hz,为第一阶振型;一阶扭转频率为3.139Hz,为第11阶振型;最大双悬臂施工状态一阶竖弯频率为0.309Hz,为第一阶振型,一阶扭转频率为3.202Hz,对应于第8阶振型。2.估算并对比了斜拉索的自振频率与漩涡脱落频率,发现该桥斜拉索不易产生涡激共振,故拉索无需进行专门的减振处理。在计算流体动力学分析软件Fluent中通过UDF程序内嵌Newmark-β法来求解主梁竖向、扭转两自由度的动力方程,结合动网格技术,分析了成桥状态和施工状态主梁的涡振安全性。结果表明,施工态主梁在0°、±3°风攻角下,成桥态主梁断面在0°、-3°风攻角下均未出现涡激振动现象。成桥态主梁在+3°风攻角下出现了扭转涡振,其锁定区间25~31m/s,峰值响应0.314°,低于容许振幅3.139°。因此,本桥的涡振安全性满足要求。3.在Fluent中通过UDF程序,结合动网格技术,实现了主梁模型的竖弯和扭转强迫振动。基于分离状态自由振动识别颤振导数理论,在0~16的折减风速范围内识别了成桥状态和最大双悬臂状态主梁在初始风攻角为0°、±3°的三维颤振导数,目的在于为后续的三维非线性颤振稳定性分析提供关键参数。4.基于多模态复合三维耦合颤振频域法,对成桥状态和最大双悬臂状态在0°、±3°的初始风攻角下进行了颤振稳定性分析。选取结构的主要竖弯和扭转模态,成桥状态分别为主桥结构的1、3、11阶模态,最大双悬臂状态则为1、3、8阶模态。根据各模态的对数衰减率和频率随风速的变化曲线,发现该桥在成桥状态及最大双悬臂状态下的颤振临界风速均要高于200m/s,远高于各自的颤振检验风速,说明该桥具有足够的颤振安全性。