大跨度钢桥结构轻柔,阻尼比小,易于产生风致振动。带挑臂倒梯形箱型断面和分离式双箱断面是钢箱梁的常见形式,但涡振性能不佳。虽然适当的气动措施可以改善两者的涡振性能,但涡振的流场驱动机理以及气动措施的抑振机理尚不明确。开展相关研究可以深化对涡振形成机制的认识,并为气动措施的设计和优化奠定基础。另外,分离式双箱断面的涡振气动措施可能会恶化颤振性能,因此有关气动措施对涡振和颤振的综合控制效果,也有待进一步研究。本文基于CFD开展了以下工作:(1)计算了带挑臂倒梯形箱型断面静止状态时的气动力和绕流特性,对比分析了原始断面和加宽扰流板断面的斯托罗哈数雷诺数效应和旋涡脱落规律,根据旋涡尺度和分布情况推断原始断面更容易发生涡振。(2)基于动网格技术建立了箱梁断面涡振和颤振的自由振动模拟方法,并得到了风洞试验结果的验证,发现需要较小的时间步长和初始激励来保证计算的准确性。(3)模拟并再现了风洞试验发现的带挑臂倒梯形箱梁的竖弯和扭转涡振,发现了“频率锁定”和“相位开关”现象。重点分析了竖弯和扭转涡振的流场驱动机理,发现该断面顶部的规则性大尺度旋涡是涡振的主要诱因。(4)计算了带挑臂倒梯形箱梁断面增设宽扰流板之后的振动响应,发现宽扰流板可以有效地抑制竖弯和扭转涡振。探讨了宽扰流板的抑振机理,发现它减小了断面顶部的旋涡尺度,并通过高速射流改变了旋涡的运动轨迹。(5)研究了分离式双箱断面竖弯涡振的流场驱动机理,发现中央开槽处的大尺度旋涡是引发涡振的主要原因。再现了中央开槽处顶部格栅的涡振控制效果,通过涡量图发现它有效地破碎了上游箱尾部的旋涡。(6)检验了分离式双箱断面在增设中央格栅前后的颤振性能,发现中央格栅没有明显恶化该断面的颤振性能。