大跨径悬索桥风致振动及抗风措施

大跨径悬索桥施工及成桥阶段抗风措施研究大跨径悬索桥是一种重要的桥梁结构，具有结构简洁、承载能力大等优点，因此在现代桥梁工程中得到广泛应用。

在其施工和成桥阶段，由于结构特点以及环境条件等因素的影响，悬索桥具有较高的抗风要求。

对大跨径悬索桥施工及成桥阶段的抗风措施进行研究，对于确保悬索桥工程的安全和顺利进行具有重要意义。

悬索桥的施工和成桥阶段是其整个工程过程中最为关键的阶段。

在这个阶段，结构受到外部环境的影响较大，尤其是风力的影响。

由于悬索桥结构本身具有较大的自重和灵敏度，一旦受到大风的影响，可能会发生结构破坏，导致严重的安全事故。

在施工和成桥阶段，必须采取一系列的抗风措施，以确保悬索桥工程的安全可靠性。

针对大跨径悬索桥施工阶段的抗风措施，需要从结构的设计和施工工艺两方面进行考虑。

在结构的设计方面，可以采用风洞试验等手段，对悬索桥结构在风力作用下的响应进行研究，并根据试验结果进行结构设计的优化。

在施工工艺方面，可以采取加强材料、加固结构等措施，以提高悬索桥结构的抗风性能。

针对大跨径悬索桥成桥阶段的抗风措施，需要考虑结构的稳定性和安全性。

在这个阶段，悬索桥结构通常处于未完全固定的状态，如果受到大风的冲击，可能会引发结构的摇晃和振动，从而导致结构的破坏。

在成桥阶段，需要采取临时加固措施，以提高悬索桥结构的抗风性能。

除了上述的抗风措施之外，还需要对悬索桥的施工和成桥过程进行系统的监测和控制。

通过实时监测结构的变形和位移等参数，可以及时发现结构的异常情况，并采取相应的措施进行处理，以保证悬索桥工程的安全进行。

需要指出的是，对于大跨径悬索桥的施工及成桥阶段抗风措施的研究，还存在一些问题亟待解决。

如何有效地进行结构的抗风设计和施工工艺的改进，如何在成桥阶段确保结构的稳定性和安全性等。

需要加强相关研究工作，不断提高大跨径悬索桥工程的抗风性能，确保工程的安全可靠性。

总第２９３期交　通　科　技Ｓｅｒｉａｌ　Ｎｏ．２９３　２０１９年第２期Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｎｏ．２Ａｐｒ．２０１９ＤＯＩ　１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－７５７０．２０１９．０２．００４收稿日期：２０１８－１０－１５某大跨度悬索桥抗震、抗风技术研究李　奇（中铁大桥勘测设计院集团有限公司　武汉　４３００５６）摘　要　以某单跨８３８ｍ的钢－混悬索桥为例，介绍了该大跨度悬索桥的抗震、抗风标准及采用的减震、抗风措施。

即通过在塔梁之间设置４套阻尼器，降低结构纵向地震位移响应；通过设置中央扣索，增加结构的反对称扭转频率；通过设置稳定板，提高结构颤振临界风速，并起到抑制涡振振幅的作用。

关键词　地震　风速　阻尼器　颤振　稳定板 桥梁在地震、风荷载下的安全性能一直是桥梁设计过程中的重要研究课题。

宜昌至喜长江大桥是重要的交通要道，为大跨度悬索桥，在工程减灾方面更需特别关注，因此，设计过程中对结构的抗震、抗风性能进行了专项研究［１］，并提出了相应的技术措施。

１　工程概况宜昌至喜长江大桥上距葛洲坝２．７ｋｍ，下距夷陵长江大桥４．９ｋｍ，工程全长３　２３１ｍ，按照双向６车道、行车速度６０ｋｍ／ｈ设计，其中主桥采用单跨８３８ｍ钢板结合梁悬索桥，桥式布置见图１。

图１　主桥桥式布置图（单位：ｍ）主塔采用钢筋混凝土结构，塔高１０７ｍ，主塔基础采用１８根直径２．８ｍ的钻孔桩。

主梁全宽３３．２ｍ，中心线处梁高３．０２ｍ。

钢梁由两侧的主梁通过横梁连接而组成。

混凝土桥面板全宽为２５．０ｍ，板厚０．２２ｍ［２］，通过布置于钢主梁、钢横梁和小纵梁顶板上的剪力钉与钢梁结合后共同受力，主梁横断面布置见图２。

图２　主梁横断面图（单位：ｃｍ）２　工程环境２．１　地震至喜长江大桥所在的宜昌地区地震基本烈度为ＶＩ度，桥址区场地类别为ＩＩ类，工程场地不同超越概率的地表水平加速度峰值［３］见表１。

表１　地震动参数表超越概率ａｍａｘ／ｇ　Ｔ１／ｓ　Ｔｇ／ｓ１００年６３％０．０４２　３　０．１　０．４０１００年１０％０．１２８　４　０．１　０．４０１００年３％０．１９２　５　０．１　０．４０２．２　风速桥址地面以上１０ｍ，频率为１／１００的１０ｍｉｎ平均最大风速ｖ１０＝２４．１ｍ／ｓ，本桥所在位置较为开阔，为Ｂ类地貌，换算到桥面标高处的设计风速为３０．２ｍ／ｓ。

大跨度缆索承重桥的抗风性能与控制措施探讨建筑工程行业中，大跨度缆索承重桥是一类构筑物，其特点在于具备较高的承重能力和出色的适应性。

然而，在风力环境下，大跨度缆索承重桥面临着较大的挑战，其抗风性能的研究和实施措施的确定显得尤为重要。

本文将探讨大跨度缆索承重桥的抗风性能以及可行的控制措施，以便提供指导和参考。

首先，大跨度缆索承重桥的抗风性能。

由于缆索承重桥的结构特点，其自身的风荷载响应存在一定的困难。

因此，为了确保桥梁的风荷载响应能力，需要从以下几个方面进行考虑和研究。

其一，对大跨度缆索承重桥的风荷载进行准确的评估是关键。

通过对桥梁在不同风速下的风荷载进行测算和分析，可以为后续的分析和控制措施的制定提供基础。

这涉及到风压力分布、风速梯度、地形阻挡以及周边环境等因素。

建立合适的风洞试验模型以及数值模拟方法，能够更好地揭示大跨度缆索承重桥的风荷载特性。

其二，针对大跨度缆索承重桥的抗风控制措施需要精确而全面。

常用的控制措施包括桥梁结构的设计和优化、支座设计、缆索预应力调整、风致振动控制等。

其中，关键的控制策略是通过设计和优化结构以提高桥梁的自身稳定性，减小风荷载对桥梁的影响。

选用合适的材料以及结构形态，增加桥梁的刚度和稳定性，从而提高其抗风性能。

其三，为了保证大跨度缆索承重桥的长期稳定，需进行全面的监测和检修措施。

通过对桥梁的定期巡检以及振动检测等手段，可以及时发现桥梁结构存在的问题，并采取相应的维护和修复措施。

此外，将新的监测技术应用于桥梁的抗风性能评估和动力响应分析也是一个不错的选择。

总结起来，大跨度缆索承重桥的抗风性能与控制措施是一个复杂而重要的研究课题。

通过合理的风荷载评估、控制措施设计和全面的监测检修，可以提高大跨度缆索承重桥的抗风能力，确保桥梁的安全稳定运行。

然而，在实际工程中，还需考虑与风荷载相对应的温度影响、综合应力耦合效应等因素，以进一步完善抗风设计和控制措施。

作为建筑工程行业的教授和专家，我希望通过本文的探讨，能够让读者对大跨度缆索承重桥的抗风性能有更深入的了解，并理解可行的控制措施。

风振对桥梁工程损害及防治摘要：风对桥梁的作用是一种十分复杂的现象，随着桥梁跨径的不断增加,风振现象也越来越受到工程界的关注。

本文针对抖振、涡激共振、风雨振等风致振动对大跨度桥梁的结构安全形成不可忽视的影响，探讨了大跨度桥梁抗风设计原则与风致振动的控制,提出了改善桥梁结构和增加机械阻尼等方法。

关键词：大跨度桥梁;风致振动;抗风设计１引言１940年秋，美国华盛顿州建成才四个月的主跨853m的塔科马悬索桥在风速不到20m／s的8级大风袭击下发生了当时还难以理解的强烈振动，奇妙的风竟使桥面扭曲翻腾。

而且振幅愈来愈大.直至使桥面倾翻到45度，最终导致桥粱的折断坠入峡谷之中。

这次事故后引起了国际桥梁工程界和空气动力界的极大关切,并开展了大量的理论探索和风洞实验研究。

我国自７0年代起斜拉桥蓬勃发展，跨度日益增大,1９99年1０月，主跨13８5m的江阴长江公路大桥的建成通车,使我国成为世界上能自主设计和建造千米级悬索桥的第六个国家。

中国改革开放以来已经建成了百余座缆索承重桥梁，其中包括10座悬索桥和近2０座跨度超过400ｍ的斜拉桥.与此同步,斜拉桥和吊桥的风致振动理论与实验研究也结合工程实际迅速发展，并取得了一些有价值的研究成果。

2桥梁结构风致振动理论风灾是自然灾害中发生最频繁的一种,桥梁的风害事故屡见不鲜。

风与结构的相互作用是一个十分复杂的现象，它受风的自然特性、结构的外型、结构的动力特性以及风与结构的相互作用等多方面因素的制约.当风绕过一般为非流线型作用截面的桥梁结构时，会产生旋涡和流动的分离，形成复杂的空气作用力.当桥梁结构的刚度较大时，结构保持静止不动,这种空气力的作用只相当于静力作用.当桥梁结构的刚度较小时,结构振动受到激发，这时空气力的作用不仅具有静力作用，而且具有动力作用。

2.１风的静力作用静力作用指风速中由平均风速部分施加在结构上的静压产生的效应，可分为顺风向风力、横风向风力和风扭转力矩.在顺风平均风的作用下，结构上的风压值不随时间发生变化，作用与桥梁上的风力可能来自任一方向，其中横桥向水平风力最为危险,是主要的计算对象。

《公路桥梁抗风设计规范》概要及大跨桥梁的抗风对策摘要：随着我国桥梁工程的不断发展，迫切需要编制适合我国国情的《公路桥梁抗风设计规范》。

本文介绍了该规范编制中的几个主要问题，其中包括基本风速图和风压图、风荷载的表达方式、桥梁动力稳定性检验和风洞试验要求等，此外，还讨论了大跨桥梁成桥和施工阶段的各种抗风对策。

关键词：桥梁抗风、设计规范0. 前言1999年10月，江阴长江大桥正式建成通车标志着中国有了第一座超千米的悬索桥，同时也成为世界上能够建造千米级大桥的第六个国家。

自从80年代初中国改革开放以来，中国已建成了一百余座各种类型的斜拉桥，成为世界上建造斜拉桥最多的国家。

如果把即将于2001年建成的南京长江二桥和福州闽江大桥统计在内，在跨度超过500m的世界斜拉桥中中国的斜拉桥已占有十分重要的地位。

1996年我国人民交通出版社出版了我国第一部由同济大学和中交公路规划设计院编写的《公路桥梁抗风设计指南》，几年来已被广泛用于多座大路桥梁的抗风设计中。

在此基础上，受交通部的委托，同济大学、中交公路规划设计院、中央气象研究院以及西安公路交通大学针对其中的几个关键问题进行了专题研究，为形成最终的《公路桥梁抗风设计规范》奠定了基础。

这几个专题的内容以及通过多次修改形成的报批稿的目录如表1所示。

本文将主要介绍该规范编制中的几个主要问题，其中包括基本风速的确定、风荷载的表达方式、桥梁动力稳定性检验和风洞试验要求等二、全国基本风速图和风压图基本风速定义为桥梁所在地区的开阔平坦地貌条件下，地面以上10m高度处，100年重现期的10min 平均年最大风速。

本次规范编制，采用我国657个基本台站1961年至1995年间自己记录的风速资料，以极值I型分布曲线进行拟合，将基准高度从原来的20m高改为10m高，并考虑100年重现期，得到相应各气象台站百年一遇的最大风速值。

鉴于目前我国有相当多的气象台站，由于近年来城市建设的快速发展，使得台站环境不能满足空旷无遮挡的要求，致使风速记录明显受人为因素的影响而偏小。

桥梁抗风的常见措施及定性分析摘要：首先，分析缆索支撑体系桥梁主要构件风致振动的现象和本质，提出了抗风措施。

其次，以1 400 m主跨的悬索桥、斜拉桥以及吊拉组合体系桥等缆索支承桥梁的主要结构型式为例，采用三维非线性抗风分析方法，进行了动力特性、空气静力和动力稳定性的分析和比较。

最后，介绍桥梁基本结构的抗风性能分析，并以连续刚构桥和斜拉桥为重点介绍了最新的研究成果，提出桥梁抗风研究方面存在的几个薄弱点。

关键词：桥梁抗风；风压；风振；措施；定性分析1研究桥梁抗风的必要性随着我国国民经济的迅速发展，对公路交通事业提出更高的要求，在宽阔的海域和水深河宽的大江大河，跨越能力大的缆索支撑体系桥梁(包括悬索桥和斜拉桥)将成为首先被考虑的桥型。

纵观悬索桥的发展历史，可以认为其起源于中国，成熟于美国，革新于英国，进步在13本，普及在中国。

目前被公认为跨越能力最大的桥型，1998年建成的明石海峡大桥其主跨已达到1 991 m．斜拉桥在200～500 In跨度内与悬索桥相比有一定的竞争优越性。

早期的斜拉桥由于计算方法和手段不能满足要求，材料松弛、拉索锚固困难、张拉不足等原因长期未能得到发展，索面体系仅限于稀索。

近年来由于计算理论的发展，新材料的开发配合，施工技术的进步为斜拉桥的发展创造了一定的有利条件。

但在风力作用下，大跨度悬索桥和斜拉桥容易生变形和振动。

1940年主跨853 m的美国塔科马在仅有19 m／s的风速下，发生毁桥事故。

斜拉桥方面，日本石狩河口桥和加拿大的Hawkshaw(Longsreek)桥等相继因风振导致加固。

因此，大型缆索体桥梁的抗风稳定性研究应引起足够的重视。

2大跨度缆索支撑体系的风振现象2．1主梁体的风振目前，大跨缆索支撑体系梁桥主梁一般采用扁平截面，由于其本身的抗扭刚度比较大，产生扭转发散振动所需的风速也较高。

涡振发振风速较低，发生频率较高，容易使结构物产生疲劳、行车障碍以及诱发过桥者的不安全感，通过增大结构刚度来防止发生涡振是比较困难的。

大跨径悬索桥施工及成桥阶段抗风措施研究大跨径悬索桥是一种特殊的桥梁结构，在施工期间和成桥阶段需要进行一系列的抗风措施研究，以确保桥梁的安全和稳定。

本文将对大跨径悬索桥施工及成桥阶段的抗风措施进行研究，并提出相关建议。

1. 风场评估：在进行大跨径悬索桥施工前，需要对施工区域的风场进行评估。

通过风速和风向的实时监测，可以选择适合施工的时间和条件，减少风对施工的影响。

2. 悬索索塔设计：悬索桥的悬索索塔是承受悬索和桥面荷载的主要结构，需要进行合理的设计。

在考虑风荷载的情况下，悬索索塔的设计需要考虑风的影响，采取加固措施，确保其稳定性和安全性。

3. 施工设备固定：在施工过程中，需要使用吊车、起重机等大型设备进行吊装作业。

在风大的情况下，这些设备容易受到风的影响，影响施工的进行。

在施工前需要对这些设备进行固定，防止风对其的影响。

4. 施工进度安排：在制定施工计划时，需要考虑风的影响因素，合理安排施工进度。

在风速较大的情况下，可以暂停高空作业，待风速减小后再进行施工。

5. 安全防护设施：为了保障施工人员的安全，在施工现场需要设置安全防护设施。

对于高空作业人员，需要配备安全带等装备，防止风对其的影响。

1. 成桥阶段的抗风措施比施工阶段更为重要，因为大跨径悬索桥的结构稳定性和安全性对成桥环境的要求更高。

2. 成桥过程中需要采取的抗风措施包括：(1) 钢缆索塔固定：成桥过程中，悬索索塔的固定非常重要。

特别是在吊装悬索的过程中，需要对钢缆索塔进行加固，以抵抗风荷载对其的影响。

(2) 桥面荷载均衡：在成桥过程中，需要平衡桥面的荷载，以减小风对桥面的影响。

对桥面荷载进行调整和均衡，可以有效减小风的影响。

(3) 连接件固定：在成桥过程中，需要对各个连接件进行固定，防止其在风大的情况下产生位移或变形，影响整个桥梁的稳定性。

3. 成桥阶段的抗风措施需要经过详细的工程计算和实验验证，确保其有效性和可靠性。

在成桥过程中，需要对整个桥梁结构进行综合考虑和分析，针对风的影响因素进行相应的抗风措施设计。

大跨径悬索桥施工及成桥阶段抗风措施研究近年来，随着我国经济的快速发展，大跨径悬索桥的建设逐渐增多，同时也增加了悬索桥建设中所面临的风险。

风是悬索桥施工及成桥阶段的主要风险因素之一，会对悬索桥的结构安全和施工进度产生极大影响。

因此，在大跨径悬索桥的施工及成桥阶段，必须采取相应措施预防和应对风险，确保悬索桥建设的顺利进行。

1、预测和监测风速在施工现场设置气象站，对风速进行实时监测，并根据气象预报来预测风力，确保在风力达到一定等级时采取相应措施，以保障施工安全。

2、加强钢丝绳固定钢丝绳是悬索桥的主要承载组件，其固定紧固牢固与否直接关系到悬索桥的结构安全。

在施工阶段，应加强钢丝绳的固定，采用双向拉力固定方式，避免钢丝绳因风力而松脱，从而保证悬索桥的结构稳定性。

3、加强施工安全监管钢丝绳的预应力施工是悬索桥施工的关键步骤，在预应力施工过程中，应加强安全措施，对钢丝绳的工作状态进行实时监测，确保钢丝绳的预应力施工过程安全可控。

4、钢缆拦挡绳的设置在施工现场设置一定数量的钢缆拦挡绳，以防止悬索索的“翻飞”现象，这样可以减轻大跨径悬索桥施工中的风险，避免步步惊心的情况。

5、加强插车操作插车作业是悬索桥施工过程中比较危险的环节之一，因此，在插车作业中，应加强对风力的监测和预测，并根据风力等级对施工人员进行安全教育，以降低插车作业风险。

同时，还应有专门的人员对插车进程进行监管，确保插车操作的安全进行。

针对大跨径悬索桥成桥阶段风险较高的情况，应加强气象预报和监测，对风速进行实时监测，确保在风力达到一定等级时采取相应措施，以避免悬索桥受到损坏和影响成桥时间。

3、加强悬索索的防折断措施在成桥阶段，悬索索会处于临界状态，非常易于发生断裂现象，因此必须采取防折断措施。

在成桥阶段，可采用加装悬索索挡板的方式进行防折断，避免风力将悬索索挡板吹动而影响成桥时间和安全性。

4、定期巡查和维修在大跨径悬索桥的成桥阶段，仍然需要进行定期巡查和维修工作，发现问题及时处理，以确保悬索桥长期稳定性和安全性。

大跨径悬索桥施工及成桥阶段抗风措施研究大跨径悬索桥是一种大型跨海、河、峡等水体的大型跨度桥梁，在其施工及成桥阶段，受风力影响较大。

在悬索桥的设计与施工中，需要考虑并采取相应的抗风措施，以确保大跨径悬索桥的安全性和稳定性。

本文将重点探讨大跨径悬索桥施工及成桥阶段的抗风措施研究。

一、大跨径悬索桥施工阶段的抗风措施研究1. 风险评估在大跨度悬索桥的施工前，需要进行全面的风险评估，包括对施工场地的风力状况进行详细的分析和评估，以确定施工中可能面临的风险，为制定合理的抗风措施提供依据。

2. 施工工艺调整针对大跨度悬索桥施工的特点，可以采取一些工艺调整措施，以减小风对施工造成的影响。

在施工现场悬挑钢梁时，可选择在风力较小的时间段进行，或者采取加固、增加支撑等措施，以确保施工的稳定性。

3. 安全防护设施在施工现场设置必要的安全防护设施，比如加固施工平台、加装抗风设施等，避免风力对施工人员和设备的影响，确保施工作业的安全进行。

二、大跨径悬索桥成桥阶段的抗风措施研究1. 成桥工艺优化针对大跨径悬索桥的成桥阶段，可以针对不同的成桥工艺优化抗风措施。

在主梁吊装过程中，可以选择在风力较小的时间段进行，精心安排吊装作业，减小风力对吊装过程的影响。

2. 风力监测系统在成桥阶段建立完善的风力监测系统，实时监测风力变化的情况，及时发现风力变化并做出相应的调整，以确保成桥作业的安全性。

3. 抗风设施设置在大跨径悬索桥成桥阶段，可设置一些抗风设施，比如加固支撑、增加加固材料使用量等，以应对可能出现的大风天气，确保成桥作业的持续进行。

三、大跨度悬索桥抗风措施研究的例子例1：香港青马大桥大跨度悬索桥施工阶段的抗风措施青马大桥是香港的一座重要桥梁，其大跨度悬索桥的施工阶段，面临着严峻的风力挑战。

为此，工程团队采取了一系列抗风措施，包括在施工前进行全面的风险评估、优化施工工艺、采用专业的风力监测系统、设置安全防护设施等措施，最终顺利完成了青马大桥的悬索桥部分的施工阶段。

【创新与发展】住宅与房地产2019年6月风致振动对桥梁结构的危害及防护措施董芳路（重庆交通大学土木工程学院，重庆 400041）摘要：近年来，桥梁风害问题备受关注，动力作用下的风致振动对桥梁破坏的问题尤为严重。

文章重点主要分析了风致振动的几种振动类型，以及其对桥梁的危害，明确其破坏机理、振动成因，阐述预防措施。

关键词：风致振动；振动类型；破坏机理；防护措施中图分类号：U447 文献标志码：A 文章编号：1006-6012（2019）06-0274-01风灾害这一问题的严重性越来越引起了世界各地的重视，尤其是桥梁的风灾问题愈发的严重，从20世纪开始世界各地桥梁风毁事故就频繁发生，直到今天也没有完全彻底地解决，攻克这个问题刻不容缓。

1 风致振动概述1.1 风致振动的研究背景近几十年来国内外都致力于从桥梁风致振动方面来研究桥梁风灾，风的动力和静力作用使得桥梁结构发生不同程度的振动，使其发生破坏。

其影响是巨大的，各国科研人员通过风洞试验来研究其动力特性和振动规律。

1.2 风对桥梁的动力作用风的动力作用的荷载，以脉动风来命名，脉动风是指风的大小及它的作用方向随着时间的变化而变化，发生周期随机，运动方式是不规则的。

其风致振动的形式也是多种多样。

有颤振、抖振、驰振、涡振[1]。

（1）颤振。

颤振是一种强迫式振动，是一种自激发散式振动，桥梁的桥面通过外界气流的反馈作用不断向外界吸收能量，使得桥梁振幅不断扩大，结构自身的机械阻尼无法完全消耗外部施加的能量，也就使得扭转角不断增大，使其振幅发散式增大，最终达到破坏。

在国外很早研究的塔科马特大桥是颤振而发生的破坏。

（2）驰振。

驰振类似于颤振，也是一种自己发散振动，属于强迫式振动。

驰振针对的对象非圆形截面的钝体结构而言的，一般钝体结构的横截面是具有棱角的方形或者是类似于方形的长方形。

也是不断向外界吸收能量，在结构阻尼力无法消耗时，使其振幅不断扩大，是横风向单自由度弯曲自激发散振动[2]。