气流流经某些断面结构时会发生流动分离并产生周期性漩涡脱落现象,漩涡脱落的频率与风速的关系可以用斯托洛哈数来表示,当涡脱频率和结构的某阶频率相等或相近时,结构将发生涡激振动。涡激振动是一种带有自激和强迫性质的振动,限幅、发生风速低是涡激振动的特点。虽然涡激振动不是毁灭性风致振动,但其周期性的振动不仅会影响行车行人舒适性,还会导致结构疲劳损伤。大跨度桥梁具有质量轻、结构柔、阻尼比低的特点,在低风速下很容易发生涡激振动。然而,目前涡激振动的发生机理尚未被完全认识,至今仍未建立起完美描述涡激振动的方程。涡激力作为涡激振动发生时的重要研究数据,现有研究很少直接测试涡激力,大多通过位移响应和参数识别间接得到。鉴于此,本文以自主开发的三节段测力测振模型为研究对象,测试得到涡振发生时作用在模型上的涡激力,并对所测涡激力进行分析,探索涡激响应机理。主要内容如下：(1)基于ANSYS有限元软件对浮框式三节段模型进行设计,确定支撑框、悬浮框、消扰构件的几何尺寸,得到最优设计参数。同时,对模型进行模态分析,得到模型的各阶模态频率,确保在后续风洞试验研究中不出现局部振动的现象。(2)在均匀流场中对节段模型进行自由悬挂试验,测试得到悬浮段在涡激振动发生时的位移、加速度响应时程和动态合力时程。对模型受力分析后提取出涡激力。为评价所测涡激力的测试精度,将基于平均加速度法算得的位移响应时程与实测位移响应时程进行对比,结果表明,计算和实测位移时程曲线吻合良好。与此同时,对各风速下的涡激振幅进行统计,得到宽高比为6的矩形断面的涡振锁定区间。(3)在均匀流场中对节段模型进行强迫振动试验。分别测试得到强迫振动时有风和无风条件下作用在模型上的动态合力,两动态合力相减即得到作用在模型上的气动力。比较强迫振动和自由悬挂状态下气动力的大小,发现前者要大一些。(4)分别根据振动响应时程和涡激力时程对Scanlan经验线性模型、Scanlan经验非线性模型进行参数识别,比较两种方法识别参数的精度后发现基于涡激力时程方法的识别精度更高。(5)对宽高比为6的矩形断面进行CFD数值模拟分析,计算得到静止绕流条件下模型的升力系数和涡激振动条件下的响应时程、涡激力时程,并将模拟结果与实测结果对比。发现锁定区间和涡激力幅值与实测结果相近。