超大跨度悬索桥的动力性能与抗风挑战

大跨径悬索桥风致振动及抗风措施摘要：悬索桥以主缆为主要承重结构具有跨越能力大、雄伟壮观、造型优美等优点而成为大跨径桥梁结构首选桥型之一。

但随着跨度的增大，悬索桥的刚度变小，对风的敏感性越来越大，对抗风要求也越来越高。

大跨度悬索桥在风荷载的作用下，主要构件会产生各种形式的振动。

简述了国内外悬索桥抗风的发展和研究历史，分析了悬索桥风致振动的形式，并提出增强结构刚度、抑制风致振动的抗风措施。

关键词：大跨径悬索桥、风致振动、抗风措施1 前言悬索桥是以缆索为主要承重结构的桥梁结构，由于其强大的跨越能力，成为跨越宽大江河、海湾的首选桥型之一。

我国修建悬索桥的历史久远，早在千年之前，四川就已出现竹索桥。

明清时期，在我国西南地区，修建有诸多铁索桥，有些索桥至今仍在使用，著名于世的有贵州盘江桥和四川泸定桥。

在国外，也存在古老的悬索桥，如麦地海峡桥和克里夫顿桥。

20世纪初，国外欧美等国家经历了工业革命，加上悬索桥计算理论的初步形成，使悬索桥得到迅速的发展。

由于缺乏对空气动力学的研究，1940年，美国塔科马桥被风摧毁而倒塌。

此后十年，悬索桥的建设进入了停滞期。

在塔科马老桥风毁后，人们意识到悬索桥抗风设计的重要性，开始进行很多风洞试验以探索悬索桥抗风措施。

抗风研究阶段后，世界各国为了适应日益增长的交通量和经济发展，兴起了修建大跨径悬索桥的高峰。

我国在90年代后，国家加强基础建设水平，悬索桥的发展迅猛，东南沿海地区地区和长江内河等地修建了诸多大跨度的悬索桥，如今建设已经走在了世界的前列。

但悬索桥由于跨径的增大，刚度减小，柔性问题突出，承受风荷载的能力逐渐减小，极易被风摧毁。

悬索桥的风毁破坏属于脆性破坏，破坏前是难以预测和预警。

因此，深入了解桥梁与风作用后效应，进行科学合理的抗风设计，采取有效的抗风措施提高桥梁的抗风能力，对于悬索桥的建设和发展具有十分积极的现实意义。

2 大跨度悬索桥风致振动形式风是指空气由于太阳加热不均匀而引起的流动，具有一定的速度与方向。

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。

大型Z字钢悬索桥结构的抗风性能研究随着城市发展和交通规模的不断扩大，大型桥梁工程在现代交通建设中扮演着重要角色。

悬索桥作为一种常见的桥梁形式，以其优良的抗风性能且具有美观的外观，成为了高速公路和铁路等交通枢纽的首选。

本文将对大型Z字钢悬索桥的抗风性能进行研究。

大型Z字钢悬索桥是一种特殊结构的桥梁，其主梁呈现Z字型。

相较于传统的I型悬索桥，Z字钢悬索桥结构能够更好地抵抗风力的作用。

然而，在实际的工程应用中，仍然需要对其抗风性能进行研究和分析，以确保桥梁的安全性和稳定性。

首先，通过对大型Z字钢悬索桥结构在风洞实验室中进行模拟试验，得出了桥梁在不同风速下的应变、振动等参数。

实验结果表明，大型Z字钢悬索桥采用的结构设计具有良好的抗风能力。

通过增加桥面的抗风减振措施，如调整悬索索的间距、增加支撑结构等，可以进一步提高悬索桥的抗风性能。

其次，利用数值模拟方法对大型Z字钢悬索桥结构进行风力分析，得出了桥梁在不同风速下的应力、变形等参数。

数值模拟结果与实验结果相一致，证明了大型Z字钢悬索桥结构的可靠性和稳定性。

同时，数值模拟还能够提供更详细的桥梁受力情况，为桥梁设计和加固提供了理论支持。

然后，基于研究结果，对大型Z字钢悬索桥结构的抗风性能进行了分析和评估。

从结构刚度、桥面平整度、自振频率等方面考虑，大型Z字钢悬索桥具有较高的抗风能力，能够承受强风的作用。

然而，在一些特殊地域或气象条件下，仍需要进行进一步的抗风设计和改进，以保证桥梁在恶劣环境中的安全运行。

最后，针对大型Z字钢悬索桥结构的抗风性能研究结果，提出了一些改进和优化建议。

首先，可以通过增加桥梁的自振频率，降低桥梁受到风力的激励。

其次，可以采用更先进的材料和工艺，提高桥梁的抗风能力和结构稳定性。

最后，建议对大型Z字钢悬索桥进行定期的检测和维护，以确保桥梁长期运行的安全性和可靠性。

综上所述，大型Z字钢悬索桥结构具有很好的抗风性能，通过实验和数值模拟的研究，得出了桥梁在不同风速下的应力、应变、振动等参数。

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。

工 程 科 技
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பைடு நூலகம்
改 善大跨 度悬索桥 抗风稳 定性 能 的实践 和探索
张殿 辉 （ 德 惠 市公 路 管 理段 ， 吉林 德 惠 １ ３ ０ ３ ０ ０ ）
摘 要： 随着社会的发展 以及技术水平 的提 高， 大跨 度悬索桥也纷纷建立起 来， 并且在 一定程度上推动 了公路桥 梁工程事 业的快速 发展 。 但是在 建设 大跨度悬 索桥 的过程 中， 为 了保证悬索桥 的稳 定性 ， 我们必须要 对其进行合理 的设计 ， 尤其是对桥 梁进行抗风稳定性的 设计 。本文从提 高桥 梁整体 刚度 与结构振动特性、 改善桥 梁断面 气动性等 多个 方面出发 ， 浅要分析 了大跨度 悬索桥 改善抗风稳 定性 能的 实践与探 讨 ， 以供相关技术人 员参考。 关键词 ： 大跨度 悬索桥 ； 抗风稳定性能 ； 桥 梁设计 随着社会 的发展以及施 工技 术的不断更新 ， 建设 的现代 化悬索 ２ 控 制 结 构 振 动 特 性 桥 的跨度也越来越大 。 但是悬 索桥跨度 的增大会直接影响到整个桥 采 用控制结 构振动 特性的方法来 改善大跨 度悬索 桥 的抗 风稳 梁 的刚度 ，并且会随着风速 的影 响而导致 桥梁出现各种安全隐患 。 定性 能主要从增加结构阻尼和干扰振动形 态等方 面人手 。 因此我们必须要对悬索桥的实际情况进行 深入 分析 ， 改善其抗 风稳 ２ ． １ 增加结构阻尼 。为 了间接地 提高结构 的阻尼 ， 调质阻尼器 、 定性能 ， 也就是桥梁 的颤振稳定性 。所谓桥梁 的颤振属 于桥梁 中的 调液 阻尼器及调液注式阻尼器在土木结构 中得 到了应用 。 这些阻厄 种发散性的 自激振 动方式 ，由于桥梁结构 的各种作用 力的影响 ， 器 的制振减振原理是将 主结构 的振 动能量传递到频 率相近 的阻尼 导致桥梁出现失稳 的现象 。 而桥梁结构 的各种作用力直接与结构 的 器上 ， 然后加 以耗散 ， 从而达到减小结构振 幅的 目的。 应用被动调质 动力特性 与气 动外形密切相关 ， 因此 ， 要想提 高悬索桥 的抗 风稳定 阻尼器除 了可 以有效改善大跨桥 梁的抖振和涡振性能外 ， 还能提高 性能 ， 就需要在设计 过程 中不断提 高桥 梁结构 的刚度 、 控制 结构 的 桥梁 的颤振稳定性 。调质阻尼器 的优点在于它 的低造价和简便性 。 振动特定 ， 并且还需要合理 的改 善桥 梁的气动性能 。从而满足设计 ２ ． ２干扰振动形态 。在颤振控制领域的研究 中还有一些方法 ， 其 的要求 。本文就此进行详细的分析。 原理是通 过干扰原有结构振 动形态来达 到改 善桥梁结 构动力特性 １ 关 于 桥 梁 整体 结构 的 刚度 的目的。 其中， 回转仪法是在加劲梁上安装 回转仪 ， 让 回转仪 的运动 在大跨度悬索桥 当中，其刚度大小主要取决于桥梁 的主缆 ， 所 同加劲梁的扭转运 动相耦会从而通过 回转矩来抑制 颤振 的发生 ； 而 以要想提高桥梁整体结构的刚度 ， 那 么就需要对 主缆的刚度进行适 偏心质量 法是在桥 梁横 断面上布置移动 的偏心质量 ， 通过对其 主动 当的改善 。首先 ， 技术人员在设计过程 中应该适 当调整主缆与桥梁 控制可提高颤振临界风速 ８ ０ ％ ，但 因所需质量 的大小 和致动器 的 加劲 梁之间 的位置 ；然 后在桥梁结构 中适 当增加水平 与横 向辅 助 冲程 过大 ， 所以现在还无法应用 到大跨桥梁 的颤振控制 中。 索， 以此来有效 的提高桥梁结构抗扭 刚度 以及扭转振动频率 。由于 ３ 改 善 桥 梁 断 面 气 动 性 能 桥梁颤振临界风速与这两者密切相关 ， 所 以在一些超大跨度 的悬 索 控 制面是在加劲梁断面 的迎风 、 背风边缘安装 的薄平板 。当加 桥梁 当中同样适用。 另外 ， 还有一些学者认 为 ， 在大跨度悬索桥当中 劲梁在气流作用下发生振动时 ， 利用作用 在控 制面上的气动力来达 可 以采用 空间索系可 以提 高悬索桥 的抗扭 刚度 ， 从理 论上讲 ， 这种 到抑制颤振 ， 提高颤振 临界风速 的效果 。根据 控制 原理的不同又可 方法 同样 可以提高桥梁整体 结构 的刚度 ， 但是在 实际工作 中 ， 这种 分为 主动控制和被动控制两类 。 方法 由于太过复杂 ， 因此我们很 难将其运用在工程 中。 ３ ． １ 主动控制 面。控制面 的主动控制措施是在加劲梁 的迎风 、 背 １ ． １ 水平辅助索的加设 以及 工作原理 。通过水平辅助索可 以有 风边缘安装上控制面 ， 这些控制 面完全与加劲梁分离 以避 免造成 二 效的提高悬 索桥 的抗扭 刚度 以及扭转的振动频率。 这是 因为桥梁加 者之间的气动干扰 ， 通过合理地反馈控制利用 主动输入 的能量调 整 劲梁在受到外 界作 用力而产生振 动时 ，两根 主缆就会形成 异相抖 控制面运动的振幅和相位 ， 以产生对系统振动起稳定作用 的气动 力 动， 此 时桥梁 的轴线则 会形成反对称 的运动状态 ， 若是在其 中加设 来达到抑制颤振发 生的作用 。 水 平辅助索 ， 那么就会有效 的一直主缆进行 反对称振动 ， 以此来 提 ３ ． ２被动控制 面。采用 控制面进行被动控制 的方法虽然不像 主 高桥 梁 结 构 的抗 扭 刚 度 。 动方法那样 可对任 意风速都能解决颤振 问题 ，但显然更 为简便 、 可 １ ． ２横向辅助索的加设 以及工作原理 。在桥梁 的横 桥上布置辅 靠 ， 易于为桥梁工程师所接受。 助索 同样可 以提高悬索桥 的扭转刚度 ， 因为通 过这些辅 助索的共 同 控制面被动控制 的一种方法是将控制面 同加 劲梁直接相连 （ 铰 作用 ， 可 以将 桥梁加劲梁 的扭转振动控制在某一 个点上 ， 以此来 提 接 ） ， 使加劲梁周 围的统流模式发生改变 ， 这样不仅可从作用在控制 高整体结构 的抗扭刚度 ， 当桥梁 的柱梁受到外界作用力 的影 响而产 面上的气动力还 可以从加劲梁本 身气动力 的改变 中获得有利 于气 生扭转是 ， 横 向辅助索 的约束就会柱梁 的扭转振动 与加劲梁 的水平 动稳定 的作用 。 饺接在加劲梁断面边缘的控制 面通过附加索连接到 运 动保 持一致 ， 在相 同外界作用 力的情况之下 ， 桥梁 的扭 转振动 就 架设 于二主缆 间的支撑梁上 ， 同时又 由预应力 扭转 弹簧同加劲梁相 会得到相应的控制 ， 从而提高桥梁结构的抗扭 刚度 。 连， 这样 当加 劲梁 发生扭转 时控制 面就可在 附加索 和预应力 弹簧的 通过上述 ， 加设水平辅 助索 的方法相 对 比较经济 ， 但 是 由于桥 共 同作用下发生被动转动以达到提高系统气动稳定性 的作用。 梁 的主缆居 中 ， 我们需 要保证桥梁交 通净空 的必要 ， 因此 在实际工 ４ 结论 作 中我们不能够在 中部位置将主缆与桥梁相互连接。 但是我们必须 在实 际工作 中 ， 要想 提高大跨度 悬索桥抗 风稳定性 ， 主要有 三 要清楚 的知道 ，这种方案适用 于大跨 度 以及超 大跨 度 的悬 索桥 当 种方法 ， 首先是 提高桥梁整体结构 的刚度 ， 其次是需要合 理 的控制 中。 桥梁结构的振动特定 ， 最后需要 实体的调整桥梁结构 的断面地动心 地位种方案则是在普通跨度的悬索桥上加设横 向辅助索 ， 以此 能。上述对这几种方法进行了全面的分析 。相信在 未来 的社会发展 来 提高整个结构 的抗扭刚度。因为这一方案 的施工简便 ， 可以采用 中， 这些方法还会得 到不断的改进 与完 善 ， 从 而能够有效 的提高悬 普通 的方法来提高悬索桥的抗 风稳 定性 ， 也 可以在施 工过程中为桥 索桥的抗风稳定性 。 梁加设辅助索 ， 因此得到 了业界人士的广泛应用 。 随着社会 的发展 ， 参 考 文 献 这一方案还会不断完善与改进 ， 具有非常广阔的发展前景 。 ［ １ ］ 于静 波， 张辉． 悬索桥抗 风稳定性 能增强方 法的几点研 究［ Ｊ 】 ． 黑龙 最后 ， 需要指 出的是不管是采用 水平索还是横 向索 ， 应用缆 索 江科技信 息， ２ ０ １ ０ （ １ ２ ） ． 系统来 提高结构 刚度从 而提高桥梁颤振稳 定性只适用 于大跨度悬 ［ ２ 】 黄 兴志 ． 探 析提 高悬索桥抗 风稳 定性能 的方法与措 施［ Ｊ ］ ． 民营科 索桥 。 对于较小跨 径的悬索桥 ， 提高加劲梁的刚度仍是 十分必要 的。 技 ． ２ ０ ０ ９ （ ９ ） ．

88 铁道学报第 24卷振型采用 0. 5 %。

列车模型由 8节轻轨车辆组成 , 车辆的平均轻车轴重为 10 144 kg, 重车轴重为 13 250 kg。

车辆竖向和横向自振频率分别为 1. 04 Hz和 0. 68 Hz 。

模拟抖振风力时采用了下面的风速功率谱[11 ] Su (k = Sw (k = 200f ( z u*2 5 /3 k /2 π [ 1+ 50f ( z ] 3. 36f ( z u* k/ 2 π [ 1+ 10f ( z ]5 /3 2 以得出结论: 当仅以列车荷载作为激励时 , 运行列车对大跨度悬索桥横向振动的影响非常小。

( 24 ( 25 式中 , u* 是摩阻风速; f ( z = k/ 2 πU ( z 。

平均风速取 60 m /s,摩阻风速 u* 取 1. 15 m /s。

桥面的阻力、升力和力矩系数根据试验结果按桥面宽度 41 m 分别取 0. 135 、 0. 090 和 0. 063 。

在零攻角情况下阻力、升力和力矩的一阶导数分别为 - 0. 253 、 1. 324 和 0. 278 。

风速时程的取样频率 20 Hz, 样本长度 10 。

频率取样间隔和总数分别取 0. 001 Hz和 1 000 。

mi n 根据实际桥梁和车辆的参数 , 模拟列车过桥的全过程 , 计算了桥梁和车辆的动力响应。

积分步长取 -= 60 0. 005 s, 计算车速 70 km /h。

图 4 是按平均风速 U 、 2阶模态风荷载时程曲线 , m /s 模拟产生的桥梁第 1 分别对应桥梁的横向弯曲和竖向弯曲振型。

图 5 列车荷载作用下桥梁主跨跨中横向位移时程曲线图 5( b给出了无风情况下青马大桥主跨跨中的实测位移响应曲线 , 列车速度为 70 km /h 。

计算振幅和实测振幅的大小基本相同 , 在主要振动趋势上 , 计算曲线与实测结果是一致的。

- = 60 m /s 的风荷载同时作图 6( a 是在列车和 U 用下 ,桥梁跨中横向位移响应时程曲线。

m ⎛ λωD ⎞ 其中： C = exp⎜ − ⎟ ； ω mk = (k − 1) ∆ ω + ∆ ω ； U 2 π n ⎝ ⎠ 1
k=1,2,…N1 ； λ 是无量纲的衰减因子，取值范围约 为 7~10； U ( z ) 是主梁高度的平均风速；D 是模拟 风速点的水平间距。 2.2.2 桥梁风荷载 作用在桥梁上的风荷载由阻力 FD、升力 FL 和 升力矩 FM 三个分量组成。每个分量又包括三个部 分：由平均风引起的静风力、由脉动风引起的抖振 力以及由风与桥梁或车辆运动形成的相互作用而 (2) 产生的自激力。然而实际上，由静风力引起的桥梁 变形可以方便地根据风洞试验测得的阻力系数并 通过系统的静力平衡方程确定。所以在本文的桥梁 风振分析时，假定列车在桥上运行过程中平均风速 不发生变化，仅考虑了抖振力和自激力的作用。 (1) 桥梁抖振风力 作用于桥梁第 i 个节点的抖振力可以表示为[1]：
车桥系统风荷载由平均风和脉动风组成如图平均风作为静风荷载作用于桥塔主缆吊索桥面等结构上可引起桥梁整体较大的横向桥面行车方向列车上桥前上桥过程列车在桥上出桥过程列车出桥后风压风作用下列车悬索桥系统的振动机理fig1vibrationtrainsuspensionbridgesystemunderwindact风车桥系统动力分析模型21风车桥系统动力分析模型风荷载作用下的列车与大跨度悬索桥系统振动分析模型由车辆模型桥梁模型风荷载模型组车辆模型是由机车和车辆组成的列车每节车都是由车体转向架轮对以及弹簧阻尼悬挂装置组成多自由度振动系统
梁体、桥面系、桥上轨道等结构组成。在研究风荷 载作用下车桥体系的振动时，假定轨道与桥面之间 没有相对运动，忽略轨枕和扣件的弹性变形。 车桥系统风荷载由升力、阻力和扭转力矩三个 分量组成， 每个分量又包括： 平均风引起的静风力、 脉动风引起的抖振力、风与桥梁或车辆运动相互作 用而产生的自激力。由于静风力引起的桥梁变形可 以方便地根据风洞试验测出的三分力系数通过静 力分析确定，桥梁风荷载只考虑抖振力和自激力的 作用。由于列车通过桥梁时，带有横向平均风压的 车辆形成移动荷载列，对桥梁产生很大的冲击作 用，因此车辆风荷载包括：由平均风引起的静风力 和由脉动风引起的抖振力。为简化起见，分析中忽

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。

桥梁施工中的悬索桥技术与挑战桥梁作为连接城市和乡村、连接人们的重要交通工具之一，承载着人们的出行需求和经济发展的重任。

在桥梁的设计和施工中，悬索桥技术被广泛应用，这一技术不仅能够满足较长跨度的要求，还具有美观大方的特点。

然而，悬索桥施工中也存在着一些技术难题和挑战。

悬索桥是以主梁为主体，由一根或多根悬索来承载主梁自重和活载荷的桥梁形式。

相比于其他桥梁形式，悬索桥能够跨越较大的跨度，减少桥梁的支撑点数量，使得通行更加便捷。

悬索桥的设计和施工需要考虑到多种因素，如地质条件、水位变化、风荷载等，以确保桥梁的稳固和安全。

首先，悬索桥的施工过程需要克服地质条件的挑战。

在平原地区，由于地基稳定，施工相对较为容易。

然而，当遇到复杂的地质条件，如深层软土、岩石地质等，施工难度就会大大增加。

在悬索桥的塔台建设中，对于不同的地质条件需要采用不同的支撑方式和施工方案，以确保塔台的稳固性。

其次，悬索桥施工还需要考虑水位变化对施工的影响。

河流和湖泊是悬索桥常见的跨越对象。

在施工过程中，水位的变化会给悬索桥的建设带来一定的困难。

特别是在江河交汇处或者潮汐区域，需要通过合理的工程设计和施工方法来保证悬索桥的稳定和安全。

悬索桥施工中的另一个技术难题是风荷载。

由于悬挂于悬索上的主梁在风中会产生较大的振动，因此需要采取一系列措施来降低振幅，保证悬索桥的安全。

在设计过程中，需要合理选取悬索的弹性模量和断面积，以减小主梁的横向振动。

同时，在施工过程中，还需要采取施工灵活性控制技术，增强悬索桥的抗风性能。

除了技术方面的挑战，悬索桥施工中还存在着经济和环境的考虑。

由于悬索桥的设计和施工成本较高，需要投入大量的资金和人力资源。

此外，在施工过程中，需要合理利用材料和能源，减少对环境的影响。

因此，悬索桥施工需要综合考虑技术、经济和环境因素，以确保桥梁的可持续发展。

在面对以上挑战时，悬索桥施工中的技术创新起着重要的作用。

随着科技的不断进步，施工技术也不断更新。

港珠澳大桥创新的例子
港珠澳大桥是全球最长的跨海大桥，同时也是一项创新的工程成果。

以下是该大桥的几个创新之处：
1. 超长跨径悬索桥：港珠澳大桥的主桥采用了超长跨径悬索桥的设计，这意味着跨度更大，减少了桥墩数量，提高了通航能力和交通效率。

2. 抗风创新设计：港珠澳大桥位于珠江三角洲地区，受到风暴和台风的影响较大。

为了应对风力挑战，该桥设计了风洞试验、不对称桥塔等创新的抗风措施，确保了大桥在恶劣天气下的安全稳固性。

3. 桥梁结构的抗震性：在地震频发地区建造大型桥梁容易受到地震的影响。

为了增强港珠澳大桥的抗震能力，工程设计采用了大型“滑动潜沉式”桥梁构件，这种结构能够在地震时进行自由移动，减少地震对大桥的影响。

4. 环保节能设计：港珠澳大桥在设计和施工过程中重视环境保护和能源节约。

例如，使用了钢筋混凝土减振器来减少震荡，降低了对桥梁的动态响应；还利用了潮汐和海洋流动等自然条件，减少了能源消耗。

综上所述，港珠澳大桥在跨海大桥领域进行了多项创新设计和技术应用，充分展示了中国工程领域在大桥建设上的创新能力和技术实力。

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。

悬索桥结构设计的挑战与突破近代桥梁工程中，悬索桥凭借其雄伟的气势和卓越的工程技术成为了一种备受推崇的建筑形式。

然而，悬索桥的设计和建造并非易事，其中蕴含着很多挑战与突破。

本文将探讨悬索桥结构设计中的一些重要挑战，并展示一些突破性的解决方案。

首先，悬索桥的跨度问题是设计中的一个主要挑战。

通常情况下，悬索桥要跨越宽广的水域或峡谷，因此需要具备足够的跨度以确保桥梁的稳定和耐久性。

然而，较大的跨度会给悬索桥的设计带来巨大的挑战。

设计师们需要找到一种平衡，既要考虑到悬索桥的结构稳定性，又要考虑到材料和建造成本的因素。

为了解决这个问题，一些设计师采用了创新的工艺和材料，如使用高强度钢索或碳纤维增强材料来增强桥梁的承载力。

此外，还可以采用多塔悬索桥的设计，通过增加桥塔来减小跨度，提高桥梁的稳定性。

其次，悬索桥设计中的风荷载问题也是需要克服的挑战之一。

悬索桥经常要面对强风的吹袭，这给桥梁的结构安全性带来了极大的威胁。

设计师们必须考虑到风荷载对桥梁的影响，并采取相应的措施来增强桥梁的抗风能力。

例如，在悬索桥中加装风防挡板和抗风索，可以有效地减小风力对桥梁的冲击。

此外，随着计算机模拟技术的发展，设计师们还可以利用风洞模拟等先进的技术手段来评估和优化悬索桥的设计。

此外，在建造过程中，悬索桥的悬索索具和锚固系统也是需要重点考虑的。

悬索索和锚固系统的设计质量直接关系到桥梁的安全和稳定性。

悬索索通常由钢索或钢缆组成，需要确保足够的强度和耐久性。

同时，锚固系统的设计和施工也至关重要。

过去，一些悬索桥由于锚固系统的失效而发生垮塌事故，这给悬索桥的可靠性带来了极大的挑战。

为了避免这样的事故发生，设计师们研发了一系列的技术手段来提高锚固系统的可靠性，例如使用预应力技术来增强锚固系统的稳定性。

最后，悬索桥的视觉美学也是设计过程中的一大挑战。

由于悬索桥通常是作为城市地标性建筑物存在，其外观设计和美学价值成为了设计师们需要重点考虑的因素。

大跨径悬索桥灾害防治摘要：相对于其它桥梁来说，结构悬索桥可以使用比较少的物质来跨越比较长的距离。

悬索桥可以造的比较高，容许船在下面通过，在造桥时没有必要在桥中心建立暂时的桥墩，因此悬索桥可以在比较深或者比较急的水流上建造。

悬索桥比较灵活，因此它适合大风或者地震区的需要。

在材料用量和截面设计方面，其截面积并不需要随着跨度增大而增加。

在构件设计方面，悬索桥的主缆、锚碇和塔这三项主要承重构件在扩充其截面积或承载能力方面所遇到的困难则较小。

作为主要承重构件的主缆具有非常合理的受力形式。

在施工方面，风险较小。

但悬索桥也有属于自身的易发灾害与缺点，本文以云南普利特大桥为例，对其做简单论述。

关键词：桥梁工程；悬索桥；常见灾害；安全评价中图分类号：TU398+.9文献标识码：A文章编号：Disaster prevention of long-span suspension bridgesWangLei(School of Civil Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400041)Abstract:For other bridges, in terms of component design, the three main load-bearing components of suspension bridges, namely the main cable, anchorage and tower, encounter less difficulty in expanding their cross-sectional area or bearing capacity. As the main load-bearing member, the main cable has a very reasonable force form. In terms of construction, there is less risk. However, suspension bridges also have their own disasters and shortcomings, and this article takes the Pulit Bridge in Yunnan as an example to briefly discuss itKey words:Bridge engineering;Suspension bridge; Common disasters; Safety evaluation引言桥梁是公路生命线的“咽喉”部位，在公路交通运输中起着至关重要的作用。

改善大跨度悬索桥抗风稳定性能的实践和探索摘要改善抗风稳定性能是大跨度悬索桥设计和建造中的一个重要课题。

本文从提高系统整体刚度、控制结构振动特性和改善断面气动性能等三个方面介绍了国内外在改善大跨度悬索桥抗风稳定性能中的实践和探索，并归纳出了一些理论分析和试验研究的结论，这些结果将有助于我国2000m以上大跨度悬索桥抗风稳定性的设计和研究。

关键词悬索桥抗风稳定性颤振系统刚度结构阻尼气动性能一、引言随着桥梁设计和施工水平的不断提高，现代悬索桥的跨度记录不断被刷新，保持了近20年世界记录的英国 Humber悬索桥，在最近两年接连被丹麦 Great Belt悬索桥和日本Akashi KaikyO悬索桥所超越，而新一轮设计和建造更大跨度悬索桥的热浪正在世界各地酝酿之中。

其中，日本建设省土木工程研究所正在进行2800m跨度的悬索桥全桥气弹模型风洞试验和抗风设计研究【1】，意大利Messina海峡一跨过海的可行性方案采用了3300m跨度的悬索桥，而跨越Gibraltar海峡的规划中更是出现了3550m的悬索桥［2］。

我国自1999年建成了1385m 的江阴长江大桥后，超越 2000m跨度的悬索桥方案也已经出现在规划中的同三线等大型跨海工程中。

悬索桥跨度大幅度增长带来的主要问题是结构刚度的急剧下降，这使得风致振动对桥梁安全性的影响更加重要，而影响风振性能最关键的因素就是抗风稳定性，即桥梁颤振稳定性。

桥梁颤振是一种发散性的自激振动，是在结构的惯性力、阻尼力、弹性力和自激气动力共同作用下所发生的一种空气动力失稳现象。

其中，结构的惯性力、阻尼力和弹性力反映了结构的动力特性，而自激气动力主要与结构断面的气动外形有关。

因此，改善大跨度悬索桥抗风稳定性能的探索主要从以下三个方面着手，即提高系统整体刚度、控制结构振动特性和改善断面气动性能。

二、提高系统整体刚度大跨度悬索桥的结构刚度主要来自于主缆，因此提高结构整体刚度的着眼点应放在主缆上。

悬索桥的抗风抗震技术1.桥梁抗风技术1.1.塔科玛桥的倒塌1879年英国泰桥垮塌等事故，使桥梁技术人员对风的作用十分恐怖，因此，福斯等铁路桥梁的设计都由最初的悬索桥改为了悬臂桁架梁桥。

但是，风使跨度超过800m的长大悬索桥摇动翻滚，把桥吹成成百上千块小片塌落下来是谁也没有想到的，可这样一个活生生的悲剧却实实在在地发生了。

1940年11月7日的前半夜，华盛顿州塔科玛市的海面上刮起了风速19m/s的强风，4个月前刚刚竣工的全新的塔科玛悬索桥在风的吹动下，经历了几个小时的上下摇动之后，诱发了扭转振动导致了可怕的跨桥事故。

由于泰桥的原因，设计塔科玛桥时充分考虑了风的静力作用，还委托华盛顿大学的法库哈森教授做了模型试验，并无任何疏忽与漏洞。

事故的原因并不是风的静力作用，而是莫伊瑟夫完全没有预料到的动态的风，即随时间变化的风产生的作用力所致。

莫伊瑟夫给出了美国悬索桥设计的支柱理论——挠度理论，从而创造了悬索桥可能飞跃发展的历史。

挠度理论的原理是恒荷载本身对悬索桥的刚度有重大贡献，因此，大跨度悬索桥的主缆很大的话，车辆就像是在钢丝绳上停了一只苍蝇一样，应该是可以不要桁架的。

塔科玛桥和其他先前长大悬索桥相比更加的纤细轻巧，而且用梁代替了桁架加劲，梁高是跨度的1/350，桥宽和跨度之比为1/72，和以前的悬索桥相比是明显的。

“塔科玛悬索桥产生的风振直至破坏，但实际上也不过是历史的重演。

看看过去的记录，也有为数不少的悬索桥产生过同样的风振，跳过殉难前的舞蹈。

之所以产生这样的现象，都是由于桥梁的刚性或刚度不足而引起的。

采用坚固的加劲桁架，悬索桥就不再会摇晃振动，近年来，轻视刚性的倾向逐渐加剧，导致了跨桥死亡舞蹈的再度重演”。

这是哥伦比亚大学芬奇教授发表的《由风产生的数座悬索桥的灾害》论文开头的一节中的一段话，该论文的副标题是“加劲桁架梁的发展与衰退”。

塔科玛桥的悲剧发生之后，美国采用的确保悬索桥抗风稳定性的方法主要是两种。

大跨径悬索桥施工及成桥阶段抗风措施研究1. 引言1.1 研究背景在建设大跨径悬索桥的过程中，抗风是一个关键的因素。

大跨度悬索桥一般高度较高，横跨距离较大，容易受到风力的影响。

风力对于悬索桥的施工和成桥阶段都会造成一定的影响，因此在整个建设过程中需要采取相应的抗风措施来确保施工和成桥的安全顺利进行。

当前，随着大跨径悬索桥建设工程的不断增多，对于抗风措施的研究也变得更加迫切和重要。

在悬索桥施工阶段，风力可能会影响吊索的安装和吊装工作，对施工人员和设备造成危险。

而在成桥阶段，风力对于悬索桥的结构稳定性和安全性都有着重要的影响，必须采取相应的措施来减轻风力对于桥梁的影响。

对于大跨径悬索桥施工及成桥阶段的抗风措施研究具有重要的实际意义和现实价值。

通过深入研究和探讨，可以为大跨径悬索桥的建设提供科学的技术支持和指导，保障工程的安全进行和顺利完工。

【研究背景】1.2 研究目的本文旨在探讨大跨径悬索桥在施工及成桥阶段的抗风措施，特别关注在强风环境下如何保障悬索桥的安全性和稳定性。

具体研究目的包括：分析大跨径悬索桥施工阶段面临的风险，针对不同风速等级提出相应的防风措施；研究大跨径悬索桥在成桥阶段受风影响的特点，探讨有效的抗风设计方案和施工工艺，以确保悬索桥在各种气象条件下都能正常运行。

通过本文的研究，旨在为大跨径悬索桥的施工和成桥阶段提供科学的抗风措施，为悬索桥的建设和运营提供可靠的技术支持和保障。

1.3 研究意义研究大跨径悬索桥施工及成桥阶段的抗风措施具有重要的实际意义。

随着大跨径悬索桥的建设规模和数量的增加，其受风影响的可能性也相应增加，因此研究其抗风措施对保障桥梁工程的安全稳定具有重要意义。

抗风措施的研究可以为类似工程提供经验和参考，促进相关技术的发展和推广。

优化抗风措施还可以有效减少桥梁工程的建设和维护成本，在一定程度上提高工程的经济效益和社会效益。

研究大跨径悬索桥施工及成桥阶段的抗风措施具有重要的理论价值和实践意义。

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具有较大桥跨的悬索桥，其主要特点是悬索线的长度较长，悬索线的跨度可以达到几百米甚至几千米。

大跨径悬索桥在施工和成桥阶段需要采取一系列的抗风措施，以确保施工和成桥的安全。

在施工阶段，对于大跨径悬索桥而言，风力是一个重要的影响因素。

在施工过程中，如果遇到强风天气，不仅会影响施工进度，还可能对施工人员和设备造成安全隐患。

在施工阶段需要采取一些抗风措施来降低风力对施工的影响。

在施工现场，应设置专门的气象监测装置来实时监测风速和风向。

一旦风速超过安全范围，就应及时采取相应的措施，如停工、撤离施工人员等，以确保人员和设备的安全。

对于大跨径悬索桥的主体结构，在施工阶段应做好风洞试验和风力计算分析，确定合理的结构形式和材料使用。

并且，在施工过程中要严格控制施工质量，以保证结构的稳定性和安全性。

在施工中还需要加强对悬索线的固定和支撑。

一般情况下，会在悬索线的两端设置支撑塔来增加悬索线的稳定性，同时也可以起到一定的阻挡风力的作用。

在成桥阶段，同样需要采取一系列的抗风措施来确保悬索桥的安全。

在悬索桥的主塔和主梁的施工过程中，要密切关注天气变化，一旦出现强风天气，立即采取相应的措施，如停工、加强安全检查等。

对于已经建成的大跨径悬索桥，还可以通过增加桥面的抗风措施来提高桥梁的整体稳定性。

比如可以在桥面上设置固定的护栏、屏障等结构物，以减少风力对桥面的作用。

在运营阶段，也需要对大跨径悬索桥进行定期检测和维护，确保桥梁的安全性。

比如定期检查悬索线的磨损程度，以及对悬索线的锈蚀情况进行处理等。

大跨径悬索桥在施工和成桥阶段需要采取一系列的抗风措施，以确保施工和成桥的安全。

这些抗风措施包括设置气象监测装置、进行风洞试验和风力计算分析、加强结构的固定和支撑、增加桥面的抗风措施等。

只有采取了这些措施，才能够有效地降低风力对大跨径悬索桥的影响，保证桥梁的安全性和稳定性。