近年来,大跨桥梁取得了突飞猛进的发展。随着大跨度桥梁结构跨度增加,桥梁整体结构更加轻柔,对风荷载的作用越来越敏感,极易发生严重的风致振动,损害人民群众的生命财产安全。因此,研究有效地桥梁风振的流动控制方法,对提高大跨桥梁抗风设计水平和服役安全具有重大意义。涡流发生器是在航空工业中一种具有代表性的,并正在深入发展的流动控制技术。在土木工程中尚未见其应用。本文将涡流发生器技术引入到土木工程中,对桥梁风振进行控制,通过进行涡流发生器控制下圆柱模型静力试验、PIV流场显示试验、圆柱模型涡激共振试验、桥梁节段模型涡激共振试验、颤振试验等,本文研究了涡流发生器对桥梁结构流场控制作用和效果。在此基础上深入分析了不同的涡流发生器物理参数、阵列布置方式等对大跨桥梁风振响应的控制机理和效果,为桥梁抗风提供理论与试验支持。本文研发了两种涡流发生器,并结合边界层相关理论系统分析了两类涡流发生器的风振控制原理,将边界层吸气控制方法归纳为一种主动涡流发生器控制方法,从涡量方程的角度对吸气控制方法原理进行了解释。并利用相关的风洞试验进行了相应的验证与模拟。论文主要研究工作如下:1.以斜拉桥和悬索桥为对象,回顾了大跨桥梁结构的发展历史。介绍了大跨桥梁的颤振、涡激共振、抖振和驰振四种风致振动的规律与特性。简要介绍边界层理论与流动控制理论,将目前通用的流动控制方法进行了分类。以此基础上,进一步介绍涡流发生器控制的发展过程。2.为揭示涡流发生器对拉索流场的影响规律,对设置涡流发生器的固定圆柱进行了测压及尾流速度测量试验,通过分析圆柱表面风压变化、圆柱尾流速度分布以及圆柱升力展向相关性,揭示了涡流发生器对静止圆柱周围流场的影响规律。3.为精细化研究涡流发生器对拉索周围流场的影响,使用流体显示技术,在精细风洞试验室内搭建涡流发生器测量试验系统,研究了涡流发生器控制下圆柱绕流场特征。圆柱尾流流场显示试验结果表明,本文设计的涡流发生器对圆柱流场控制效果明显,有效地抑制了圆柱尾流中的旋涡。4.在静力试验的基础上,研究涡流发生器技术控制拉索涡激共振效果,建造了圆柱自由振动试验系统,通过对比研究控制前后圆柱位移幅值、圆柱表面风压分布及表面压力相关性,验证了涡流发生器对拉索涡激共振的控制特性与效果。5.使用主动涡流发生器控制桥梁主梁涡激共振。采用风洞试验方法,以大跨桥梁主梁节段模型为研究对象,研究主动涡流发生器对大跨桥梁主梁涡激共振抑制效果。对比研究不同吸气布置,不同吸气流量下主动涡流发生器对桥梁主梁涡激共振控制效果。并使用数值模拟方法研究了吸气对桥梁气动稳定性的影响。6.使用主动涡流发生器控制大跨桥梁颤振。以大跨桥梁主梁节段模型为试验对象,进行风洞试验。验证了吸气对桥梁颤振的控制效果。在进行颤振临界状态分析的过程中,使用MITD法识别颤振导数。针对求解临界频率与临界风速过程中遇到的非线性方程,将方程的求解过程转化为搜索最优解的问题。在传统萤火虫算法的基础上,结合遗传算法以及量子遗传算法优点,提出一类新的混合型算法。并成功使用此算法搜索颤振临界频率和临界风速。