大跨度桥梁的抗风措施

土木工程中的桥梁抗风设计技术桥梁作为连接两地交通的重要通道，在土木工程中占据着举足轻重的地位。

然而，在桥梁的设计和建设过程中，抗风是一个不可忽视的重要因素。

本文将介绍土木工程中的桥梁抗风设计技术，重点分析桥梁的抗风设计原则、设计方法和常用技术。

一、桥梁抗风设计原则在土木工程中，桥梁抗风设计的原则是保证桥梁在遭受风力作用时能够保持结构的稳定和安全。

具体而言，桥梁抗风设计需要考虑以下几个方面：1. 桥梁的形状设计：合理的桥梁形状设计可以减小桥梁受风的面积，降低风力对桥梁的影响。

例如，在大跨度桥梁的设计中，采用空腹箱梁或曲线形状的桥面板可以减小风阻力，提高桥梁的抗风性能。

2. 桥墩和支座的布置：桥墩和支座的布置对桥梁的抗风性能有着重要影响。

合理的桥墩布置可以增加桥梁的稳定性，减小风力对桥梁的作用力。

同时，在桥梁的设计中还需要考虑桥墩的高度和断面形状，以减小斜向风对桥梁的冲击力。

3. 桥面横向刚度的设计：桥面横向刚度对桥梁的抗风性能起着至关重要的作用。

适当增加桥面的横向刚度可以提高桥梁的自振周期，减小动力响应，增加桥梁的抗风能力。

二、桥梁抗风设计方法基于桥梁抗风设计原则，桥梁的抗风设计方法也日趋成熟。

常用的桥梁抗风设计方法包括静力分析和动力分析两种。

1. 静力分析：静力分析是桥梁抗风设计中较为简单和常用的分析方法。

它通过对桥梁结构所受风力的静力平衡分析，确定桥梁在不同风速下的受力状态，进而判断桥梁是否满足设计要求。

静力分析方法在桥梁设计初期用于快速评估桥梁的抗风能力具有一定的优势。

2. 动力分析：动力分析是桥梁抗风设计中较为精确和全面的分析方法。

它通过考虑风力的频谱特性，结合桥梁结构的固有振动特性，综合计算桥梁的响应和变形情况。

动力分析方法可以更加准确地评估桥梁的抗风性能，并对桥梁的关键部位进行优化设计。

三、常用的桥梁抗风技术为了提高桥梁的抗风性能，土木工程师们还开发了许多创新的桥梁抗风技术。

下面介绍两种常用的技术：1. 风洞试验技术：风洞试验是桥梁抗风设计中常用的实验方法，通过模拟真实风场的风洞试验，获取桥梁结构在不同风速下的受力和变形情况。

桥梁防风措施
桥梁是城市中的重要交通设施，因此需要采取防风措施来保护桥梁的安全。

以下是一些常见的桥梁防风措施案例：
1. 网络护栏：在桥梁两侧设置网络护栏，可以有效阻挡强风对桥梁的影响，并防止物品被吹落桥梁。

2. 加固结构：对桥梁的支撑结构进行加固，提高桥梁的抗风能力。

常见的方法包括增加支撑柱的数量和直径，加大桥梁的梁宽等。

3. 减小风阻：对桥梁的设计进行优化，减小桥梁的风阻面积。

例如通过改变桥梁的形状或者采用空气动力学的原理进行设计，减小风对桥梁的冲击。

4. 定期检查和维护：定期对桥梁进行检查和维护，确保桥梁的结构和设备处于良好的状态。

及时发现并修复风吹倒的部件，预防风险的发生。

5. 安装风速传感器：安装风速传感器监测桥梁周围的风速，一旦风速超过预警值，及时采取措施保护桥梁的安全。

这些措施的选择和实施应根据具体的桥梁和当地的环境条件进行评估，并在合适的时候进行调整和改进。

风荷载 桥梁是处于⼤⽓边界层内的结构物，由于受到地理位置、地形条件、地⾯粗糙程度、离地⾯（或⽔⾯）⾼度、外部温度变化等诸多因素的影响，作⽤于桥梁结构上的风荷载是随时间和空间不断变化的。

从⼯程抗风设计的⾓度考虑，可以把⾃然风分解为不随时间变化的平均风和随时间变化的脉动风的叠加，分别确定它们对桥梁结构的作⽤。

对于桥梁结构来说，风荷载⼀般由三部分组成：⼀是平均风的作⽤；⼆是脉动风背景作⽤；三是由脉动风诱发结构抖振⽽产⽣的惯性⼒作⽤，它是脉动风谱和结构频率相近部分发⽣的共振响应。

在本规范中将平均风作⽤和脉动风的背景作⽤两部分合并，总的响应和平均风响应之⽐称为等效静阵风系数Gv，它是和地⾯粗糙程度、离地⾯（或⽔⾯）⾼度以及⽔平加载长度相关的系数。

为了便于理解新规范中有关风荷载的条⽂，我们列出了国内外规范中有关风荷载的规定，供参考。

1.在我国1987年的设计规范中，定义横向设计风压为： 该公式仅仅考虑了平均风的静⼒作⽤，没有考虑脉动风的背景响应和结构的振动惯性⼒的影响，是偏于不安全的。

2.⽇本《道路桥抗风设计便览》适⽤于跨径⼩于200m的桥梁。

其设计风速和设计风荷载定义为： 其中：ρ为空⽓密度；E1为⾼度及地表粗糙度修正系数；CD为桥⾯阻⼒系数；An为桥梁顺风向投影⾯积；G=1、9，为阵风响应系数，是⼀个常数。

在上式中，引⼊了阵风响应系数，体现了风的紊流成分的影响，但没有考虑风的空间相关，跨径⼩平200的桥梁是可以适⽤的。

3.在⽇本《本州四国联络桥抗风设计指南》中，⼤跨度桥梁的设计风速和设计风荷载分别表达为： 其中：ν1为⾼度修正系数；ν2为⽔平长度阵风修正系数；ν4司为动⼒效应风载修正系数；其余参数意义同上。

该式反映了因考虑风的⽔平相关使风荷载的脉动影响随跨长增加的折减效应。

4.英国BS5400规范也采⽤等效静阵风荷载的概念，设计风速取为阵风风速，其风速与设计风荷载分别表达为： 其中：K1为重现期系数；S1为穿⾕系数；S2为阵风系数，该系数考虑了⽔平长度折减。

桥梁抗风措施1. 引言桥梁是连接陆地上两个地点的重要交通工具，然而在风力较大的地区，桥梁所面临的风灾风险也相对较高。

为了确保桥梁的安全运行以及保护周边环境和使用者的安全，必须采取有效的抗风措施。

本文将介绍几种常见的桥梁抗风措施，并讨论其优缺点以及适用范围。

2. 桥梁抗风措施分类2.1 结构抗风措施结构抗风措施是指通过优化桥梁结构的设计和材料的选择来增强桥梁的抗风能力。

常见的结构抗风措施包括：•加固桥台和桥墩：对于桥梁的支撑结构，采取加固桥台和桥墩的措施来提高桥梁的整体稳定性。

可以采用加大桥台和桥墩的尺寸、改变结构类型或者使用高强度材料等方式，来抵抗风力的作用。

•增加桥面宽度：通过增加桥面的宽度，可以增加桥梁与风的相对距离，减少风对桥梁的作用力。

•减小桥面高度：降低桥面的高度可以减小桥面受到的风力作用，进而提高桥梁的抗风能力。

•改善桥面表面细节：对于一些特殊形状的桥梁，可以在桥面表面采取一些特殊的设计，如凹凸交叉纹理等，来减轻风的作用力。

2.2 风洞试验风洞试验是通过模拟真实的风场环境，对桥梁进行风力荷载测试和结构响应分析的方法。

通过风洞试验可以获取桥梁在不同风速下的应力响应数据，从而评估桥梁的抗风能力。

根据风洞试验的结果，可以调整桥梁的结构设计和材料选择，以满足抗风的要求。

风洞试验在桥梁设计和改进中起到了重要的作用。

2.3 风险评估与监测风险评估与监测是指通过风力监测和结构状态监测等手段，对桥梁的风险进行识别和评估，进而采取相应的措施进行预防和保护。

具体的方法包括：•安装风力监测设备：在桥梁周围设置风速、风向检测设备，实时监测风场情况，并及时采取措施。

•结构状态监测：通过安装应变计、振动传感器等设备，实时监测桥梁的结构状况，如变形、应力和振动等，并根据监测结果采取相应的抗风措施。

3. 抗风措施的优缺点及适用范围3.1 结构抗风措施的优缺点及适用范围结构抗风措施的优点是通过优化桥梁的结构设计和材料选择，从根本上提高桥梁的抗风能力。

颤振稳定性和静风稳定性 ⼤跨度桥梁在风荷载的静⼒作⽤下有可能发⽣因计⼒矩过⼤⽽发⽣扭转发散，或因顺风向的阻⼒过⼤⽽引起横向屈曲这两种静⼒失稳。

桥梁在风的作⽤下还有可能发⽣⼀种⾃激振动，风的能量的不断输⼊使振幅逐渐加⼤。

根据断⾯的不同形状，这种发散性的振动可以是弯曲型的驰振、扭转型的颤振或弯扭耦合型的颤振，统称为动⼒失稳。

静⼒先稳和动⼒失稳的临界风速的较低者将控制⼤跨度桥梁的抗风安全。

静⼒失稳和动⼒先稳两者都是危险性的，都必须在桥梁设计时加以避免。

此次规范除对颤振稳定性和驰振稳定性作了规定外，还对桥梁的横向静⼒稳定性和静⼒扭转发散作了规定。

本⽂将主要介绍有关颤振稳定性检算的⽅法。

桥梁的颤振检验风速按下式确定： 式中：[Vcr]为颤振检验风速（m／s）；Vd为设计基准风速（m/s）；K为考虑风洞试验误差及设计、施⼯中不确定因素的综合安全系数，⼀般可取K=1.2。

µf为考虑风速脉动影响及⽔平相关特性的⽆量纲修正系数，根据不同的地表粗糙类别，按表3取值： 在风攻⾓-3≤α≤＋范围内，颤振临界风速必须满⾜以下准则； Vcr≥[Vcr](13) 式中：Vcr为桥梁颤振临界风速（m／s）。

本条⽂采⽤的颤振检验风速的表达式和⽇本《本州四国联络桥抗风设计指南》以及⽇本的⼀些其他桥梁的抗风设计指南在形式上是⼀样的。

由于采⽤的风谱以及地表粗糙度值有所不同，⽇本《本州四国联络桥抗风设计指南》给出的颤振检验风速修正系数µf的取值⽐本条⽂要稍微⼩⼀些，但⽇本的设计基准风速的重现或为150年，其总体的结果与本条⽂接近。

英国BS5400E规范采⽤在00风攻⾓时的检验风速基于为120年1min的风速值（与10min间的时距系数为对Ⅰ类地貌为1.1），其分项安全系数为：νfl＝1.38,νm＝1.05,νf3=1.1。

在±2..50，折减系数为0.8。

丹麦⼤海带桥规定的动⼒稳定性检验风速采⽤失效概率为Pf＜10-7的基准，从⽽得到在±30攻⾓范围内的颤振检验风速为1.5Ud。

特大跨度桥梁抗风研究的新进展随着科技的不断发展，特大跨度桥梁的设计与建设已成为工程界的热点话题。

然而，风荷载作为桥梁设计中的重要因素，对特大跨度桥梁的安全性与耐久性具有重大影响。

因此，开展特大跨度桥梁抗风研究具有重要的现实意义。

本文将介绍近年来特大跨度桥梁抗风研究的新进展，以期为相关领域的研究提供参考。

在过去的几十年里，特大跨度桥梁抗风研究得到了广泛。

通过对桥梁抗风性能的深入探讨，研究者们不断发展新的理论、技术和方法，以提高桥梁的抗风能力。

如今，特大跨度桥梁抗风研究已经取得了显著的成果，为世界各地的桥梁设计提供了有力支持。

近年来，特大跨度桥梁抗风研究在理论模型、数值模拟和实验研究等方面取得了重要进展。

例如，基于CFD（计算流体动力学）技术的数值模拟方法在特大跨度桥梁抗风性能分析中得到了广泛应用。

通过模拟不同风速、风向和地形条件下的桥梁响应，研究者们可以更准确地评估桥梁的抗风性能并优化其设计方案。

在特大跨度桥梁抗风研究中，一些关键技术发挥了重要作用。

例如，通过采用高精度模型模拟桥梁的风致振动效应，可以获得更准确的响应数据。

利用多目标优化算法进行抗风优化设计，可以显著提高桥梁的抗风性能。

然而，这些技术也存在一定的局限性。

例如，CFD模拟结果的准确性和可靠性仍需进一步验证，而多目标优化算法的效率和应用范围也需要进一步拓展。

一些成功的案例为特大跨度桥梁抗风研究的可靠性提供了有力证明。

例如，中国的苏通大桥采用先进的抗风设计和施工工艺，成功地抵抗了多次强风事件，确保了桥梁的安全运行。

法国的诺曼底大桥也采用了创新性的抗风措施，成功地减少了桥面风荷载和风致振动，为特大跨度桥梁的抗风设计提供了有益的参考。

特大跨度桥梁抗风研究在理论模型、数值模拟和实验研究等方面取得了重要进展。

然而，这些研究仍存在一定的局限性，需要进一步加以完善。

未来，随着计算技术和实验设备的不断发展，特大跨度桥梁抗风研究将会有更多新的突破。

例如，利用高性能计算平台进行大规模数值模拟计算，可以进一步提高计算效率和准确性；采用先进的传感器和测试技术，可以更准确地获取桥梁在风荷载作用下的响应数据；开展更加系统和深入的实验研究，可以更全面地了解桥梁抗风性能的影响因素和变化规律。

《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。

桥梁抗风设计、风洞试验及抗风措施?46?北方交通201l桥梁抗风设计,风洞试验及抗风措施刘长宏,刘春,宋俊杰(中国华西工程设计建设有限公司大连分公司,大连116000)摘要:桥梁应具有抵抗风作用的能力,特别是大跨度桥梁,其柔性较大,设计时必须考虑颤振,抖振,涡激振动等空气动力问题,通过抗风设计,风洞试验,抗风措施来确定桥梁风荷载和抗风性能是大跨度柔性桥梁抗风研究的主要手段.关键词:桥梁;风荷载;颤振;节段模型;风洞试验中图分类号:U442.59文献标识码:B文章编号:1673—6052(2011)10—0046—021桥梁抗风设计的目的桥梁抗风设计的目的在于保证结构在施工和运营阶段能够:(1)对于可能出现的最大静风荷载,桥梁不会发生强度破坏,变形和静力失稳.(2)为了确保桥梁的抗风安全性,桥梁发生自激发散振动(如颤振)的临界风速必须高于桥梁的设计风速,并具备一定的安全储备,即:临界风速>安全系数X设计风速.对于颤振验算,通常安全系数取为1.2.(3)对于限幅振动,尽管其振幅有限,但因其发生的频率高,可能会引起结构的疲劳损伤或影响结构正常使用,使行人感到不适以及影响施工的Jl~,N进行等,所以也应将桥梁可能发生的限幅振动的振幅减小到可以接受的程度,即:最大响应≤容许值. 2桥梁抗风设计桥梁抗风设计大体可分为结构设计和结构抗风性能检验两个阶段.2.1结构设计阶段这一阶段的工作内容包括对桥位处风速资料的收集,风观测,风的特性参数选取等.根据全国基本风压分布图,并考虑桥址处的地形地貌情况,桥梁高度和桥跨长度,自然风的特征等因素,确定桥梁的设计风速,设计风荷载和自激振动检验风速.设计内容是提出抗风设计对结构设计的多项要求,作为确定桥梁结构体系,各构件的材料,形状,尺寸等的参考.其中最重要的是结构体系的抗风性能设计和结构断面形状的气动选型.2.2结构抗风性能检验阶段该阶段包括静力抗风性能和动力抗风检验两部分.静力抗风检验包括根据规范或通过风洞试验确定结构断面的静力气动力系数,计算出作用在桥梁各个部分的静风荷载,进而计算出在静风荷载作用下的结构内力,变形,检验结构的静力稳定性.动力抗风检验包括桥梁在施工及运营状态时的颤振特性,涡激共振特性,抖振特性检验.采用风洞试验或半试验半理论的方法给出桥梁的颤振临界风速形态,涡激共振的发生风速和振幅估计,抖振振幅及其产生的惯性力.对于颤振临界风速的确定,下面列出VanDerPut的近似公式,以考证临界风速的影响因素.在桥梁初步设计阶段,通常可采用下式估算临界风速U:r厂■——～1U_【l+(8—0～√.721~)Jb式中:一主梁截面几何形状折减系数,对于目前用于悬索桥或斜拉桥的流线型扁平箱梁,该值约为0.7～0.9;对于截面较钝的混凝土箱梁,该值可低达0.3～0.5;8一桥梁的扭转频率与竖弯频率之比;r一主梁截面的惯性半径;一主梁单位长度质量与空气的质量比;(1)一竖弯频率;b一半桥宽.从上式大致可以看出,主梁截面越扁平,流线型越好,临界风速越高;桥梁的刚度越大,固有频率越高;主梁越重,临界风速越高.因此同样截面的混凝土主梁比钢主梁对抗风更为有利.3桥梁动力抗风设计的基本方针对于大跨度柔性桥梁,如悬索桥和斜拉桥的抗第10期刘长宏等:桥梁抗风设计,风洞试验及抗风措施?47? 风设计则应特别注意动力抗风设计.桥梁动力抗风设计的基本方针是:(1)提高结构的临界风速,使之大于设计风速,即不会发生危险性的发散型风致振动;(2)减少各种限幅风致振动(涡激共振,抖振等)的振幅,使之控制在可以接受的范围内.为了使桥梁在使用期间内,在预计的强风作用下不损害桥梁的安全性和使用性,首先应掌握架桥地点的强风特性,决定桥梁的设计风速,并据此推测风对桥梁的作用,校核抗风安全性.如果判断有可能会发生上述有害的振动,就应考虑适当的防止对策或进行设计变更.4风洞试验在确定风引起的桥梁响应时,通常可采用已有的理论分析和风洞模型试验等方法.但由于桥梁断面形状复杂多样,用纯理论分析方法求解作用在桥梁上的空气力及风致振动响应相当困难.因此,采用风洞模型试验仍是目前抗风设计最有效和最可靠的手段.风洞试验是空气动力学研究的一个十分重要且不可替代的手段.它是在风洞实验室模拟大气边界层的实际风环境和实际建筑结构,根据实验室中的模型响应考察实际结构响应.对于复杂环境下,有复杂外形的桥梁结构风效应研究,用其它手段很难进行时,风洞试验只需对实际条件作适当的简化,就可以达到研究目的.风洞试验是目前采用最普遍,最有效的研究手段.通过精心设计的各种风洞试验,可以预测实桥的空气静力稳定性,动力稳定性以及是否有影响正常使用的风致振动现象等.所谓风洞(windtunne1),通常指一个可产生气流的闭合环形管道.风洞的种类很多,一般可依照不同的用途,由其供试验用区域(称作试验段,试验模型置于此段)的截面积和风速大小加以划分.用于进行桥梁空气动力学研究的风洞,在早期都是利用低速航空的风洞,目前已逐步采用专门用于结构风工程研究的大气边界层风洞.大气边界层风洞具有较长的,并可以模拟大气边界层内自然风特性的试验段.试验段的截面积从几平方米至几十平方米不等,试验风速可以从很低的风速(一般为1～2m/s)到每秒数十米.5桥梁风洞模型试验方法根据试验的目的,桥梁风洞模型试验分为主梁节段模型静力试验,动力试验和全桥模型试验等. (1)节段模型静力试验是将主梁(成桥状态时还包括栏杆)按一定的几何比例做成模型,然后支撑在风洞中进行试验,以测定静力三分力系数(C,c和cM)等.(2)动力试验是用弹簧(模拟桥梁其余部分对主梁节段的弹性约束作用)将节段模型悬挂在风洞中进行试验,弹簧常数由相似条件决定.这种试验可以直接给出桥梁颤振临界风速的二维近似试验结果.因试验模型制作容易,费用少,时间省,这种试验得到广泛应用.(3)全桥模型则是将各部分构件的几何外形,质量和刚度按相似关系做成全桥模型,以使模型的固有振动特性与实桥相似,试验的目的是全面测定桥梁的临界风速,涡激振动和紊流引起的抖振的振幅.这种试验具有制作复杂,周期较长,费用昂贵,但真实可靠等特点.6桥梁结构及构件的抗风措施桥梁结构及构件的抗风措施大体上可分为两大类:一是改善结构的振动特性为目的的结构措施;二是以改善结构物的空气动力特性为目的的气动措施.(1)在大跨度斜拉桥或悬索桥的施工阶段中,结构体系处于不断转换区尚未成型,可能会出现比成桥后更为不利的状态,即刚度较小,变形较大,稳定性较差,甚至发生较大的风致振动响应的情况,其中稳定性问题也十分突出.一般说来,大跨斜拉桥在最大双悬臂状态和最大单悬臂状态的颤振稳定性比成桥状态要好.在最大双悬臂状态,主要会发生围绕桥塔的桥平面外的水平摆动以及平面内的竖向"翘翘板"振动,在桥塔中产生较大的内力,设置辅助墩或采用临时墩来减小悬臂长度是常用的方法;在最大单悬臂状态,强风作用下主梁的侧向和竖向抖振产生的惯性力较大,若振动不能接受,可以通过设置阻尼器以及临时风缆等方法来抑制振动.(2)悬索桥在安装初期的结构抗扭刚度主要由主缆提供,其扭转频率随主梁拼装长度的增加而增加.大跨度悬索桥主梁拼装的抗风低谷应避开大风期.若不能避开,可采用不对称施工方法,即不从中央对称拼装,而是偏高中央一定距离开始拼装主梁,待达到一定长度后再进行对称施工.(3)对于刚度相对较小的悬索桥,必须认真地考虑各种改善气动性能的导流措施以便同时解决颤振,涡振,斜振等各类风致振动问题.1500m以上跨度的悬索桥可能还要考虑采用中央开槽的分离箱断面以及增加交叉索形成空间索网等措施以提高结构?48?北方交通2011空心板粱桥拓宽结构新桥截面选取分析罗伟(沈阳公路工程监理有限责任公司,沈阳110000)摘要:应用梁格法建立空间有限元模型,对比分析了当新桥采用普通空心板和宽幅空心板时,旧桥的内力状态.并且分析了新桥截面的刚度以及跨径对旧桥减载效果的影响,对空心板梁桥拓宽结构的设计有一定的参考价值.关键词:空心板;梁格法;刚度;减载中图分类号:U495文献标识码:B文章编号:1673—6052(2011)tO一0048—03 1概述近年来我国的经济不断进步,交通事业繁荣兴盛,国家对基础设施的大力投资推动了公路建设行业的迅猛发展,也对我国公路工程建设提出了越来越高的要求.而我国较早建设的高速公路,如沈大,广佛,沪宁,京津塘,京珠,京沪等高速公路,绝大部分为四车道,随着交通量的不断增加,出现了严重的交通拥堵现象,影响了道路的通行能力与服务水平,为此不得不考虑建设第二通道或者扩建以缓解日趋紧张的交通压力.2国内外研究现状拼宽桥梁的关键是新,旧桥梁拓宽形式的选择,目前我国公路桥梁拓宽基本采用3种方式:(1)新旧桥梁的上,下部结构均不连接.这种方式的优点是新桥与旧桥各自受力明确,互不影响,施工难度小;缺点是在上部活载反复作用下,两桥主梁产生挠度不同,新桥与旧桥之间的沉降差异,可能会造成连接部位沥青铺装层破坏,进而在连接部位形成顺桥向裂缝和横桥墩向错台.(2)新旧桥的上,下部结构均连接.这种方式的优点是新桥与原桥联成整体,减小荷载作用下新老桥连接处产生过大的变形,拼接后桥梁整体性较好;缺点是由于新,旧桥基础沉降的不一致,导致桥梁附加内力增大,使连接处产生裂缝.(3)新旧桥梁的上部结构连接,下部结构分离.优点是由于下部分离,上部结构连接产生的内力对下步构造影响较小;缺点是新旧桥基础沉降的不一致会使上部结构产生较大的附加内力,可以适当增大桩径,减小新旧桥基础沉降的不一致对桥梁上部结构内力的影响.的刚度和气动性能,满足抗风要求.7结语抗风稳定性是控制大跨度桥梁成败的关键因素之一,在大跨度桥梁设计中,不仅要考虑承受风荷载的静力强度问题,还必须考虑空气动力稳定性问题.虽然通过抗风设计,风洞试验,抗风措施为桥梁抗风提供了强有力保障,但还需要进一步充实,完善,改进和提高.Wind—resistantDesign,WindTunnelTestandWind—resistantMeasuresforBridge AbstractThebridgeshouldbewiththecapacityofwind—resistantfunction,especiallythelarge—spanbridgewithhighflexibility,andaerodynamicproblemslikeflutter,buffeting,vortex—inducedvibrationandSOonmustbetakenintoaccountwhendesigning.Bymeansofwind—resistantdesign,windtunneltestandwind—re—sistantmeasurestodeterminewindloadandwind——resistantperformanceofthebridgeisthemainmeansofwind——resistantstudyoflarge—spanflexiblebridge.KeywordsBridge;Windload;Flutter;Segmentalmodel;Windtunneltest。

刍议大跨径悬索桥抗风问题及风振措施摘要：随着现代桥梁技术的不断提升，大跨径悬索桥的应用越来越多，跨径记录也被不断打破。

悬索桥相对于其他结构形式的桥梁而言，其更容易受到风力的影响，尤其是对于大跨径悬索桥而言，风力作用下引起的各种振动对于桥梁的稳定性会造成极大的影响。

因此，如何提升抗风问题成为了大跨径悬索桥在设计时的重点问题。

文章对悬索桥进行了详细的风振分析，并在此基础上对如何提升大跨径悬索桥抗风能力展开了讨论。

关键词：悬索桥，风振，桥梁稳定性前言在所有桥梁结构中，悬索桥的跨越能力是最突出的，在跨江、跨海、跨山谷等方面有重要的应用。

这种桥梁结构主要依赖于缆索支撑体系，因此其非线性特性非常明显。

正是由于这种特性，因此其在风力荷载的作用下动力响应问题也相较于其他结构桥梁更加明显。

在早期的悬索桥设计中，由于对风载作用的考虑不够全面，因此设计出来的桥梁安全性存在明显的缺陷，引发了众多安全事故，造成了极大的经济损失和人员伤亡。

因此，当前悬索桥设计时尤其是大跨径悬索桥设计的过程中，相关人员非常重视桥梁的抗风问题。

文章以悬索桥风振类型出发，对桥梁自身的结构特征风载响应特征进行了归纳，并在此基础上提出了若干风振减弱措施，强化大跨径悬索桥的抗风设计方法和内容。

1.悬索桥风振分析从结构上来看，悬索桥是一种柔性结构，在风力荷载的情况下，其受力情况和振动方式具有多变性。

在经过了长期的实验探究后，人们对这种柔性结构的振动现象有了较深刻的认识。

并根据各种振动的特性制定了具有针对性的控制措施，具体如下：1.1 抖振抖振的本质是一种结构性强迫振动，其引起的原因是脉动风。

这种振动引起的原因可以概括为两种：（1）风本身的不规则性使得气流的方向和速度较为紊乱，这种紊乱的气流直接作用在桥梁结构上，引起的强迫性振动。

（2）在桥梁周围存在山体、建筑等，气流流经这些遮挡物时产生了紊乱的气流，这些气流简介作用在桥梁结构上，引起强迫性振动。

从振动的幅度上来看，由于抖振的起因是紊乱的气流，其方向是多变的，不会有明显的方向性，因此引起的桥梁振动幅度较小，一般不会直接给桥梁造成非常严重的结构性破坏，但是可能使得桥梁的部分结构变形，影响桥梁上通行人员的舒适度。

道路桥梁建 筑 技 术 开 发·127·Roads and BridgesBuilding Technology Development第47卷第7期2020年4月近几年来，我国已成为大跨度桥梁最多的国家之一。

大跨度桥梁由于其跨度大、重量轻等特点，使结构刚度减小，对风更加敏感。

对于大跨度桥梁而言，强烈的风致振动是失效破坏的主要形式。

如1940年美国的塔科马大桥风毁事故，其原因是在18 m/s 左右的风与结构的耦合作用；我国上海杨浦斜拉桥索套损坏，其原因是缆索的涡振耦合作用。

这些大跨度桥梁的风毁事故引起了人们对桥梁抗风问题的重视和研究，尤其是随着桥梁跨径的不断增大，抗风稳定问题已经成为制约桥梁跨度进一步增大的关键问题。

因此，风致振动成因和抗风措施的研究对大跨度桥梁的设计具有十分重要的意义。

1 风对桥梁结构的影响风毁事故是自然界中发生最频繁的一种事故。

桥梁与风的互相影响错综复杂，其作用机理受自然环境、自然地形、自然地貌影响，同时与风和结构体系的耦合作用和桥梁的动力特性有关。

为此人们对风特性进行了大量研究，通过观测总结把风分解为周期长达十几min 的平均风和周期只有几s 的脉动风。

1.1 风的静力作用风的静力作用是平均风对结构的作用。

平均风的风速在一定时间长度内不随时间变化，而且其周期远大于桥梁结构的自振周期。

1.2 风的动力作用对于大跨度桥梁而言，结构的柔性增大，刚度减小，风对大跨度桥梁的作用机理更加复杂。

风对结构的动力效应（主要为脉动风影响），即桥梁结构的风致振动是一种复杂的流固耦合现象。

该现象是多种多样的，主要有4种形式：涡振、颤振、抖振和驰振。

桥梁结构的风致振动归纳如图1所示。

桥梁结构风效应平均风（低频部分）脉动风（高频部分）自激振动强迫振动颤振（flutter）发散振动限幅振动驰振（galloping）抖振（buffeting）涡振（vortex shedding）静力作用刚度较大动力作用刚度较小图1 桥梁结构风效应［摘 要］目前，抗风问题已经成为决定大跨度桥梁结构安全性的控制因素。

小议大跨度桥梁的抗风措施摘要：现代桥梁结构向着跨度更大、更柔、更纤细的方向发展，并且由于风是一种随机不确定性的荷载，所以这必然导致对风的敏感性增加，因此有必要对其抗风性能进行研究。

基于此，本文首先分析了大跨度桥梁采取抗风措施的必要性及风对大跨度桥梁产生的影响，并针对一般大跨度桥梁及超大跨度跨海大桥的抗风减振措施分别进行了探讨。

关键词：大跨度；桥梁；抗风措施1.大跨度桥梁采取抗风措施的必要性随着经济技术的不断发展，大跨度桥梁在我们的生活中层出不穷，且多处于公路交通运输的枢纽和咽喉地段，为道路生命线工程的重要组成部分。

对于桥梁工程来说，风荷载主要作用在桥梁的主梁上，包含桥塔、缆索构造也都是承载风荷载的构件。

风的作用会引发振荡，即是风致振荡。

风的作用还会对桥梁结构的稳定性造成影响，特别是对大跨度桥而言，风的动力作用更为突出，例如贵州的特大型桥梁——坝陵河大桥，由于其地处峡谷，两岸地势陡峭，地形变化急剧，河谷深达400-600m，如下图1所示。

因此，必须要在大跨度桥梁建设中采取抗风措施，以确保建成运营后的抗风稳定性、安全性和适用性。

图1 坝陵河大桥2.风对大跨度桥梁产生的影响2.1风静力对桥梁结构的影响当结构刚度较大因而几乎不振动，或结构虽有轻微振动但不显著影响气流经过桥梁的绕流形态，因而不影响气流对桥梁的作用力，此时风对桥梁的作用可以近似看作为一种静力荷载。

桥梁在静力荷载作用下有可能发生强度、刚度和稳定性的问题。

如主要考虑桥梁在侧向风荷载作用下的应力和变形，另外对于升力较大的情况，也需要考虑竖向升力对结构的作用。

对于柔性较大的特大跨度桥梁，则还需要考虑侧向风荷载作用下主梁整体的横向屈曲，其发生机制类似于桥梁的侧向整体失稳问题以及在静力扭转力矩作用下主梁扭转引起的附加转角所产生的气动力矩增量超过结构抗力矩时出现的扭转失稳现象。

2.2风动力对桥梁结构的影响大跨度桥梁，尤其是对风较为敏感的大跨度悬索桥和斜拉桥，除了需要考虑静风荷载的作用之外，更主要的是考虑风对结构的动力作用。

改善大跨度桥梁抗风稳定性的建议摘要：山区峡谷阵风强烈、频繁，湍流强度大，非平稳特性突出，这就使得风致振动特别是颤振稳定性成为影响和控制大跨度桥梁的设计和建设的重要因素。

在桥梁设计中，如不采取颤振控制措施，往往不能满足颤振稳定性的要求，难以达到桥梁设计抗风要求。

本文以黔西地区某大跨钢桁架加劲梁悬索桥初步设计方案为例(主梁标准横断面如图1所示)，通过节段模型风洞试验，探讨研究采用中央开槽、增设裙板和气动翼板等各种气动控制措施，测试对颤振临界风速的影响，最终确定气动控制措施优化方案，为同类桁架加劲梁抗风设计提供借鉴。

关键词：桥梁工程；颤振；稳定性Abstract: The mountain valley strong wind, frequent, turbulence intensity, the steady characteristics is outstanding, this makes wind induced vibration especially flutter stability be influence and control the large span bridge construction design and the important factors. In the design of the bridge, such as not take flutter control measures, often cannot meet the requirements of the flutter stability, it is difficult to meet the wind resistance of bridge design requirements. This paper in one big cross long-ripened douchiba steel truss stiffening girder suspension bridge design scheme for example preliminary (standard cross section girder is shown in figure 1 below), through the section model wind tunnel test, the research used central slot, add skirt board and pneumatic wing, etc. Various kinds of pneumatic control measures, testing to flutter the influence of critical wind speed, and finally determined that pneumatic control measures optimization scheme, for the similar truss stiffening girder to provide a reference for the design of the wind.Keywords: bridge engineering; Flutter; stability中图分类号：[TU997]文献标识码：A文章编号：1 气动优化措施风洞试验颤振节段模型试验在某风工程实验中心进行。

大跨度桥梁抗风措施研究吴志勤;何超【摘要】桥梁风害是人们非常关心的问题之一.桥梁应具有抵抗风作用的能力,风对桥梁的作用不单纯是平均风的静力作用,特别是大跨度桥梁,其柔性较大,设计时必须考虑颤振、抖振、弛振等空气动力问题.分析总结了以往的桥梁风毁事故,研究了风对桥梁结构的作用及其对策,有关经验可供相关专业人员参考.【期刊名称】《城市道桥与防洪》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】5页(P65-69)【关键词】大跨度桥梁;颤振;抖振;弛振【作者】吴志勤;何超【作者单位】南京先行交通工程设计有限责任公司,江苏南京210016;中交第二公路勘察设计研究院有限公司,湖北武汉430056【正文语种】中文【中图分类】U448.141879年12月，英国的Tay桥遭受暴风雨袭击，85跨铸铁桁架中的13跨连同正行驶于其上的一列火车一起坠入河中。

1940年秋，在19 m/s的8级大风作用下，美国华盛顿建成仅4个月的塔科马峡谷悬索桥发生强烈的扭转振动。

桥面的扭转振动不断增大，发展到±45°的扭角时，吊索被逐根拉断，桥面折断坠落入峡谷中。

塔科马大桥的风毁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。

事故发生后的调查表明，自19世纪初以来已有10座桥梁遭到了风毁，桥梁风害也由此被纳入到桥梁设计内容中来。

一直到20世纪50年代，通过吸取教训，改进主梁断面形状后，大跨度桥梁又得到蓬勃发展，美国、日本和丹麦等国先后建成了主跨在1 km以上的大跨度悬索桥，其中日本1998年建成的明石海峡桥主跨达1 990.8m。

随着大跨度桥梁建设的日益兴起，桥梁抗风方面的研究也逐渐成为大跨度桥梁设计方面所关注的焦点。

有记录的桥梁风毁事故发生于1818年，在狂风作用下，苏格兰的Dryburgh Abbey桥遭到毁坏。

直到1940年，世界范围内先后有12座桥因风的作用而遭到不同程度的破坏，见表1。

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。