风振对桥梁工程损害及防治
大桥风振事故原理分析以及有效防范措施举例
⼤桥风振事故原理分析以及有效防范措施举例2019-05-10摘要：⽂章通过对塔科马⼤桥的风振事故来探究风振的原理，来概述了风洞试验的发展，以及风振有效的防护措施。
关键词：⼤桥蛇形共振；桥梁抗风；风振动防范；塔科马⼤桥1 理论概述建造⼤桥的时候我们不仅仅要考虑⼤桥的承载能⼒，美观度以及经济性，此外我们建造的⼤桥，⼤跨度桥常常因为柔度⾮常⼤，⽽受风荷载影响很⼤，⼤桥在未知的风的作⽤下会产⽣⼗分巨⼤的变形以及振动。
随着桥梁跨度的增⼤，⾮线性因素也愈加明显，不确定的因素也就变得很⼤很⼤，这就给已经⾮常复杂的风-车-桥系统研究加⼤了难度。
在风速较⼤的地区⽐如芝加哥，修建跨江、跨海铁路⼤桥时，为了确保桥梁结构及列车运⾏安全，必须要综合考虑风和列车荷载对桥梁的动⼒作⽤。
在国内外关于车桥耦合振动及桥梁抗风研究的基础上，需要考虑⼤跨度桥梁的⼏何⾮线性因素。
我们有必要来探究下⼤桥共振的原因，我们说的⼤桥看成不是⼀个刚体并有⾃振，在车辆通过⼤桥的时候对⼤桥产⽣压⼒，⼤桥就会受⼒变形，若这个⼒与⼤桥⾃⾝的震动吻合就会产⽣共振，然⽽这个问题要控制在⼀个安全范围内才对⼤桥不⾄于造成破坏。
概括来讲，该问题属于⽓动弹性振动问题.美国的塔卡马⼤桥就是这样被垮的。
原因是桥垂直⽅位的结构上的板引起了桥发⽣⼀系列振动。
桥对风有相当⼤的阻⼒，因此风被桥遮挡，⾼强度的⽓流只能从结构板上⽅经过，最后压向了桥表⾯。
由于通过的⽓流由于连续的被曲折就加快了它流动的速度，由伯努利定律可知在竖直⽅向上结构板的上⽅及下⽅将产⽣明显的压降。
⽆所谓的是风⼀直从板正前⽅吹过来，它的原因是上下⽅产⽣的压⼒降低会导致相互的抵消。
⿇烦的事是若风⽅向随机且不停地产⽣变换，这将导致压⼒产⽣不断地波动变化。
产⽣的压⼒差若加在了整个桥⾯之上，⽽且因为能够挡住风的竖直⽅向的结构板后，将产⽣涡流并且不断的加强，将会最终导致桥⾯开始振动。
从理论上讲当桥⾯经受⼀定流速的⽓流吹动，就不可避免地会产⽣⾃激振动.除此之外⼀个因素是某个桥墩由于流体的涡振产⽣松动，这使得桥墩产⽣周期性的振动，使桥⾯产⽣低频振荡，车桥耦合振动的概率很⼩，由于车辆的激励频率要⾼好多.2 桥梁风致病害典型案例分析我们举⼀个⾮常有名的例⼦吧，就是著名的塔科马⼤桥由于风振产⽣的倒塌事故。
桥梁工程中的风振响应分析与控制
桥梁工程中的风振响应分析与控制随着城市建设的快速发展，桥梁作为交通运输的重要基础设施之一在城市中扮演着重要的角色。
然而，随之而来的问题是桥梁的安全性和稳定性，尤其是在面对自然灾害，比如风力的情况下。
因此，风振响应分析与控制成为了桥梁工程中非常重要的一部分。
首先，我们来了解一下什么是风振响应。
风振是指桥梁结构在风力作用下产生的振动。
由于桥梁的特殊结构和外形，会受到风力的影响，导致桥梁出现振动，甚至造成毁坏。
因此，准确地分析和控制风振响应是保障桥梁结构安全的关键。
在桥梁工程中，风振响应的分析是非常复杂和困难的。
首先，我们需要对桥梁结构的特性和风场环境进行详细的调查和研究。
通过测量和模拟，可以获取桥梁结构的振动响应和风荷载。
其次，我们需要运用数学模型和工程软件对桥梁结构的风振响应进行计算和仿真。
这可以帮助我们更好地理解和预测桥梁结构在不同风场环境下的振动特性。
最后，我们还需要进行实地观测和监测，以验证模型的准确性，并进行相应的调整和改进。
在风振响应的控制方面，我们可以采取一系列的措施来减小桥梁结构的振动。
首先，我们可以在设计阶段就采用一些抗风振设计措施，比如增加桥梁结构的刚度和抗风能力，通过改变桥面的形状和截面等来减小风力对桥梁的影响。
其次，我们可以采用一些隔振措施，比如在桥梁的支座或连接处设置专门的隔振装置，将桥梁的振动转化成热能或其它形式的能量，从而减小桥梁的振动幅度。
此外，我们还可以考虑结构减振的方法，如利用阻尼器、质量阻尼等方式来减小桥梁结构的振动。
这些措施可以有效地控制桥梁风振响应，提高桥梁结构的安全性和稳定性。
值得注意的是，风振响应分析和控制不仅仅局限于大型桥梁，对于一些特殊形状和结构的小型桥梁也是非常重要的。
比如，拱桥在风力作用下容易产生振动，如果不加以合理的控制和设计，可能会导致桥梁破坏。
因此，对于这些特殊类型的桥梁，我们需要进行细致的风振响应分析和控制，以确保其结构的稳定性和安全性。
工程施工风大
工程施工风大
一、风大对施工的影响
1. 施工进度受阻：风大会对吊装、架设等工程造成影响，降低施工效率，导致工程进度延迟。
2. 安全隐患增加：风大容易引起吊装设备和高空作业设备的晃动，增加工人作业的风险，
容易造成安全事故。
3. 建筑物受损：风大容易导致建筑材料及施工设备被风吹倒、损坏，造成额外的成本损失。
二、风大施工的安全措施
1. 停止高空作业：当风速达到一定程度时，应暂停高空作业，确保工人安全。
2. 固定施工设备：对于易受风吹倒的设备，如起重机、塔吊等，需进行加固固定，防止风
力造成的损坏。
3. 加强安全检查：加强现场安全检查，确保施工现场没有安全隐患。
4. 安排人员撤离：及时安排建筑工人撤离高空作业区域，避免风大造成的风险。
5. 监测风速：安装风速监测仪器，实时监测风速变化，及时采取相应的应对措施。
6. 保护现场秩序：在风大的情况下，要及时清理现场危险物品，确保施工现场秩序。
三、风大施工的经验总结
1. 提前规划：在施工前要对天气情况进行充分的调查和评估，提前做好应对措施的规划。
2. 加强沟通：施工现场各部门之间要加强沟通和协调，保证风大情况下的施工安全。
3. 备足风大设备：对于易受风吹倒的设备，要备足加固设备，确保施工的进行。
4. 培训技术人员：对于高空作业技术人员，要进行安全培训，提高其应对风大的能力。
5. 及时调整计划：在风大情况下，要及时调整施工计划，确保工程质量和进度。
总之，风大对工程施工带来的影响是不可忽视的，因此在施工中要做好应对措施，并加强
安全管理，确保施工的顺利进行。
只有这样，才能保证工程的质量和安全。
混凝土桥梁防风振控制方法
混凝土桥梁防风振控制方法一、引言混凝土桥梁是现代交通建设中常见的一种桥梁形式。
由于其结构特点，容易受到自然环境的影响，特别是在强风天气下，桥梁易受到风振的影响，从而引发安全隐患。
因此，针对混凝土桥梁防风振控制问题的研究具有重要意义。
本文将从几个方面介绍混凝土桥梁防风振控制的方法。
二、混凝土桥梁防风振控制的概述混凝土桥梁的结构特点决定了其在强风天气下容易受到风振的影响。
而风振又会引发桥梁结构的共振，从而导致桥梁的破坏或者产生较大的振动，严重影响行车安全。
因此，混凝土桥梁防风振控制的研究显得尤为重要。
混凝土桥梁防风振控制的方法主要包括结构加固、控制阻尼、主动控制、被动控制等。
三、结构加固法结构加固法是一种被动控制方法，其主要思路是通过加固桥梁结构来提高其抗风振能力。
具体措施包括以下几个方面：1.增加桥梁的自重增加桥梁的自重可以提高桥梁的抗风振能力。
可以采取增加桥梁截面积、增加桥梁厚度等方法，来增加桥梁的自重，提高其抗风振能力。
2.加固桥梁节点桥梁节点是桥梁结构中最薄弱的部分，容易受到风的影响而发生破坏。
因此，加固桥梁节点是提高桥梁抗风振能力的重要措施。
3.增加桥梁的刚度增加桥梁的刚度可以提高其抗风振能力。
可以采用增加桥梁支座刚度、增加桥梁横向刚度等方法，来增加桥梁的刚度，并提高其抗风振能力。
四、控制阻尼法控制阻尼法是一种被动控制方法，其主要思路是通过增加桥梁的阻尼来消除风振。
具体措施如下：1.增加桥梁的阻尼增加桥梁的阻尼可以减小桥梁的振幅，从而消除风振。
可以采用振动减缓器、阻尼器等装置来增加桥梁的阻尼，提高其抗风振能力。
2.减小桥梁的质量减小桥梁的质量可以减小桥梁的振幅，从而消除风振。
可以采用空心结构、轻质材料等方式来减小桥梁的质量，提高其抗风振能力。
五、主动控制法主动控制法是一种主动控制方法，其主要思路是通过控制系统来对桥梁的振动进行控制。
具体措施如下：1.采用主动振动控制系统主动振动控制系统可以通过控制桥梁的振动来消除风振。
土木工程中的桥梁振动与减振措施
土木工程中的桥梁振动与减振措施桥梁是连接两个相对较远地点的重要交通工具，对于现代社会的发展起到了至关重要的作用。
然而，在桥梁工程中，桥梁振动成为了一个需要重视的问题。
本文将讨论土木工程中的桥梁振动问题，并探讨减振措施的应用。
1. 桥梁振动的原因桥梁振动主要有以下几个原因：1.1 风振：风力是最主要的桥梁振动原因之一。
风的吹拂对桥梁产生水平和垂直方向的力，导致桥梁结构发生振动。
1.2 车辆荷载：车辆通过桥梁时，会产生动态荷载，给桥梁结构带来震动，尤其是大型货车和列车。
1.3 自激振动：桥梁结构自身形态和材料的特性可能导致自激振动，即桥梁材料的自身条件形成共振状态。
2. 桥梁振动的影响桥梁振动对于其结构安全和使用寿命会造成严重影响，具体表现如下：2.1 结构疲劳：频繁的振动会使桥梁结构产生疲劳现象，加速结构的衰退和破坏，从而缩短桥梁的使用寿命。
2.2 车辆安全：桥梁振动过大会影响行驶在桥上的车辆的稳定性和安全性，对行驶中的车辆产生不良影响。
2.3 交通流畅性：桥梁振动过大会影响桥上交通的流畅性，降低桥梁的通行能力。
3. 减振措施的应用为了减小桥梁振动的影响，需要采取相应的减振措施。
以下是常见的减振措施：3.1 荷载控制：合理控制车辆荷载，限制超重运输和减少大型车辆的通行，以减小动态荷载对桥梁结构的影响。
3.2 结构修复：如果桥梁发生了结构破坏，应及时进行维修和修复，以保证桥梁结构的完整性和稳定性。
3.3 振动吸收器：振动吸收器是一种专门用于减小结构振动的装置，一般安装在桥梁主梁上。
其原理是利用阻尼器将振动吸收并耗散掉，从而降低振动幅度。
3.4 阻尼器：阻尼器可通过调节阻尼力来减小桥梁的振动。
常见的阻尼器有液体阻尼器和摩擦阻尼器。
3.5 增加刚度：通过增加桥梁结构的刚度，可以减小桥梁的振动。
这可以通过改变材料、结构形态和横断面来实现。
3.6 风挡板：对于容易受到风振影响的桥梁，可以在桥面两侧增设风挡板，用于减小风对桥梁的影响。
桥梁建设中的风振问题与控制方法
桥梁建设中的风振问题与控制方法桥梁是现代城市交通的重要组成部分，它们承载着人们的出行需求，连接着城市的各个部分。
然而，桥梁在面对气候变化和自然灾害时，特别是风力的影响下，往往会出现风振问题，给桥梁的稳定性和安全性带来威胁。
本文将探讨桥梁建设中的风振问题及其控制方法。
风振问题是指桥梁在强风环境下出现振动现象，如桥面、桥体、悬索等部分发生摆动、摇晃等现象。
风振问题对桥梁的影响主要表现在两个方面：一是对桥梁结构的破坏，风振会加剧桥梁材料的疲劳破坏，导致桥梁的寿命缩短；二是对行驶在桥上的车辆和行人的安全形成威胁，振动引起的不稳定性可能引发事故。
造成桥梁风振的主要原因包括两个方面：一是气候因素，包括风速、风向、风荷载等；二是桥梁结构的特性，包括桥梁几何形状、材料特性等。
为了解决桥梁风振问题，需要采取控制方法，以减小桥梁的振动幅度，提高其稳定性和安全性。
目前，针对桥梁风振问题，主要采取的控制方法包括结构控制措施和非结构控制措施。
结构控制措施主要是通过对桥梁结构进行参数调整或加装控制装置来控制风振现象。
例如，通过改变悬索桥索鞍形状和刚度来降低振动幅度，或者在桥梁主体结构上安装风振阻尼器、风振抑制器等装置来降低振动能量。
这些措施能够有效地控制桥梁的风振问题，提高桥梁的稳定性和安全性。
非结构控制措施主要是通过改变桥梁周围的环境条件来减小风振的影响。
例如，在桥梁周围种植密度适中的树木，形成风阻挡屏障，减小侧风的影响；或者在桥梁上增加较高的护栏和挡风墙，减少风与桥梁的直接接触，降低风荷载。
这些措施虽然相对简单，但能够在一定程度上减小风振问题。
此外，桥梁建设中的风振问题也需要借鉴国内外的先进经验和技术。
例如，在世界各地已经有很多应用成功的桥梁风洞试验技术，通过模拟真实的风场环境，对桥梁的风振特性进行研究，以便更好地解决实际问题。
这些经验和技术的借鉴可以为我国桥梁建设提供强有力的支持。
综上所述，桥梁建设中的风振问题是一个不容忽视的重要问题。
大跨度桥梁风危害
小议斜拉索风致振动以及减振措施朱柯石家庄铁道大学经1002-2班摘要：本文介绍了斜拉索风致振动的基本原因和类型、部分减振原理和特点。
关键词：桥梁工程；风振控制；涡激共振；抖振；参数振动；弛振；尾流弛振；风 - 雨振；0 前言随着现代桥跨结构朝着高大、轻柔、低阻尼趋势发展，发展超长、大跨径柔性桥梁是国际上的一种趋势，因此国内外近几年修建的斜拉桥跨度日渐增大，拉索也日渐长大，密索体系斜拉桥已经成为倾向。
众所周知，拉索是斜拉桥的极其重要组成部分，桥跨结构的恒载与活载大部分通过拉索传递到塔柱。
但是由于拉索质量小、柔度大、自身阻尼小，在风的激励下会发生多种类型的强烈振动，从而影响到桥跨结构的安全；因此如何将拉索的风振控制在安全范围受到桥梁结构工程师们的广泛关注。
1 斜拉索振动的基本原因以及类型由于斜拉索的结构阻尼很小，而结构阻尼对气动力稳定性至关重要，所以拉索本身就难以稳定。
在不同的外因条件下拉索将发生不同频率和振幅的“索振”，而且发振频度和振幅随着外因的改变而变化。
虽然引起拉索振动的原因很多，但其主要原因是风，即索振基本为风激振动。
从斜拉索的振动类型来看一般有以下几种：1.1经典涡激共振（Vortex-induced resonance）当稳定的层流风吹过拉索时气流绕过断面分离而产生周期性交替的漩涡脱落从而形成涡漩尾迹（又称卡门涡街），由于涡脱频率是和风速成正比，当其频率与拉索的自振频率一致时，将发生涡激共振。
涡激共振是斜拉索最为常见的一种低风速下的风致振动；属于低风速下的强迫振动，对结构来说一般发生在Vcr=3m／s-10m／s范围内（即3-5级蒲福风力）。
但是涡激能量输入有限，不会产生大幅度的拉索振动（Amax≤0.5D），值得注意的是:涡振发振频度很高，易造成拉索的疲劳损伤。
1.2抖振（Buffeting）由于自然风的阵风脉动和紊流引起拉索的强迫振动。
但抖振的振幅一般比较小。
值得指出的是抖振具有多种形式的尾流效应，典型的是并列索的尾流抖振。
风振对桥梁工程损害及防治
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。
风致振动对桥梁结构的危害及防护措施
【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]。
施工方案中如何解决大风对施工的影响
施工方案中如何解决大风对施工的影响施工工程中，大风是一种常见的自然气象现象，对施工进度和安全都会带来一定的影响。
为了保证施工的顺利进行，施工方案中需要考虑大风对施工的影响以及相应的解决方案。
本文将就施工方案中如何解决大风对施工的影响进行探讨。
一、大风对施工的影响大风对施工的影响主要体现在以下几个方面：1. 安全隐患：大风可能导致施工现场的脚手架、起重机械、施工设备等受损或倒塌，造成人员伤亡和财产损失。
2. 工作效率：大风会导致作业人员在施工现场的舒适性下降，加之施工材料易被风吹散，从而降低施工效率。
3. 质量问题：大风可能对施工中的临时结构物或材料进行破坏，进而影响工程质量。
二、解决方案针对大风对施工的影响，我们可以采取以下解决方案：1. 提前风险评估：在施工前，进行详细的风险评估，包括风速、风向、施工场地的地形环境等因素。
根据评估结果，制定相应的工程防风措施。
2. 稳固施工设备：要确保施工设备、脚手架和临时结构物的稳固性，采用适当的固定方法和加固措施，以防止大风对其造成破坏。
3. 设立风速监测系统：在施工现场设立风速监测系统，及时监测风速变化，并及时向施工人员发布预警信息，以便采取紧急措施。
4. 限制高空作业：大风天气下，应限制高空作业，尤其是在起重机械操作时，要特别注意风速限制，必要时暂停高空作业，确保施工安全。
5. 覆盖施工材料：针对容易被风吹散的施工材料，可采取覆盖措施，如用防风网或遮挡物进行固定，以减少风的影响。
6. 增强施工人员防风意识：加强对施工人员的安全教育和培训，提高他们的防风意识，确保他们在大风天气下正确佩戴安全帽、安全绳等防护设备。
7. 推迟施工时间：对于受强风影响较大的施工工序，如高空作业、风险性较高的施工环节等，可以推迟施工时间，等待风力减小后再进行。
8. 严密监控天气预报：对于潜在的大风天气，要及时关注天气预报，采取相应的应对措施，避免在大风天气下进行施工。
通过以上解决方案的实施，可以有效减少大风对施工的影响，确保施工的顺利进行。
钢结构桥梁的抗风与振动控制
钢结构桥梁的抗风与振动控制钢结构桥梁作为现代交通运输系统中重要的组成部分，承担着车辆载荷和自然环境力的作用。
在恶劣的气候条件下，如强风和地震等自然灾害，桥梁结构的抗风与振动控制显得尤为重要。
本文将探讨钢结构桥梁的抗风与振动控制方法，并介绍一些常用的控制技术。
一、风载荷的影响钢结构桥梁在风的作用下会受到风载荷的影响，主要表现为桥梁的振动和侧风力的作用。
这些风载荷对桥梁结构的稳定性和安全性造成威胁，因此控制风载荷对于桥梁的设计和施工至关重要。
1.1 风振现象风振现象是指桥梁在风的作用下发生的振动现象。
当气流穿过桥梁结构时，会引起气动力系数的变化，从而导致桥梁结构的振动。
这种振动不仅会对桥梁的使用寿命造成影响，还会给行车安全带来威胁。
1.2 侧风力的作用在强风条件下，侧风力会对桥梁结构产生侧向作用，使桥梁产生偏转。
如果不加以控制，侧风力可能会导致桥梁的倒塌。
因此，抗风措施在桥梁设计和施工中是必不可少的。
二、抗风与振动控制方法为了保证桥梁结构的安全稳定，钢结构桥梁需要进行抗风与振动控制。
下面介绍几种常用的控制方法。
2.1 桥梁结构设计在桥梁的设计阶段，可以采用一些控制手段来增加其抗风与振动能力。
例如，增加桥面宽度、改变桥面截面形状等措施可以减小桥梁受到风的作用而产生的振动。
此外，还可以通过增加钢材的强度和刚度，提高整体结构的稳定性。
2.2 风洞试验风洞试验是一种常见的用来模拟风对桥梁结构的作用的方法。
通过在风洞中模拟不同风速和风向条件下的风力作用，可以得到桥梁结构在各种条件下的响应情况。
通过风洞试验的结果，可以对桥梁进行针对性的优化设计。
2.3 阻尼控制阻尼控制是一种减小振动幅值的常用方法。
通过在桥梁结构中增加适当的阻尼装置，可以吸收由风振引起的能量，从而降低结构的振动幅值。
常用的阻尼装置包括液压阻尼器、摩擦阻尼器等。
2.4 主动控制主动控制是指通过控制力的施加来减小桥梁的振动。
在桥梁结构中加入传感器、执行器等设备，通过反馈控制来实现对结构的控制。
高层建筑结构设计中的风振问题及其防护措施
高层建筑结构设计中的风振问题及其防护措施近年来，随着城市化进程的加快，高层建筑在城市中的数量逐渐增多。
然而，高层建筑的设计与施工并非易事，其中一个重要的挑战就是风振问题。
高层建筑容易受到风的影响，导致结构产生振动，给建筑的稳定性和安全性带来威胁。
因此，研究高层建筑结构设计中的风振问题及其防护措施显得尤为重要。
首先，我们需要了解风振问题的成因。
高层建筑在面对风力时，会受到风的作用力。
这种作用力会引起建筑结构的振动，甚至可能发生共振现象。
共振是指建筑结构的固有频率与风力作用频率相吻合，导致振幅不断增大，最终可能引发结构破坏。
因此，准确评估风力对建筑结构的影响，并采取相应的防护措施至关重要。
其次，我们需要了解高层建筑结构设计中的风振防护措施。
一种常见的方法是通过结构设计来减小风对建筑的影响。
例如，在建筑外形设计阶段，可以采用流线型的外形，减小风的阻力，降低风力作用力。
此外，还可以通过增加建筑的刚度和强度来抵抗风力。
在结构设计中，可以采用钢筋混凝土框架结构或钢结构，提高建筑的整体刚度。
同时，在建筑的关键部位，如楼顶和底部，可以增设加强构件，以增加结构的强度。
另一种常见的防护措施是采用风振减震技术。
风振减震技术主要通过引入减震装置来减小结构的振动。
其中，一种常见的减震装置是阻尼器。
阻尼器可以通过消耗结构振动的能量，减小振动幅度。
常见的阻尼器包括液体阻尼器、摩擦阻尼器和粘滞阻尼器等。
此外，还可以采用风振控制系统来监测和调整结构的振动。
这些控制系统可以根据实时的风力情况，调整建筑的结构参数，以减小振动幅度。
除了结构设计和减震技术，还有其他一些风振防护措施也值得关注。
例如，可以采用风洞试验来模拟真实的风力环境，评估建筑结构的风振响应。
风洞试验可以帮助设计师更好地了解风力对建筑的影响，并优化结构设计。
此外，还可以采用风振监测系统来实时监测建筑的振动情况。
通过监测系统，可以及时发现异常振动，并采取相应的措施，保证建筑的安全。
大桥抖动的科学解释
大桥抖动的科学解释
摘要：
1.大桥抖动的科学解释背景
2.大桥抖动的成因
3.大桥抖动的解决方法
4.我国在大桥抖动研究方面的成果
正文：
大桥抖动是一个常见的现象，给行车安全带来了潜在的威胁。
为了更好地理解和解决这个问题，科学家们对大桥抖动的成因进行了深入研究，并提出了一系列解决方法。
大桥抖动的成因可以归结为以下几点：
1.风振：当强风吹过大桥时，会产生空气动力学效应，使桥梁产生振动。
2.共振：由于桥梁结构的自然频率与某些外部因素（如风、火车通过等）产生的激励频率相近，导致桥梁产生共振现象。
3.结构缺陷：桥梁结构本身的缺陷或损伤可能导致大桥抖动。
为了解决大桥抖动问题，科学家们提出了以下解决方法：
1.风振抑制：通过优化桥梁的气动外形，增强桥梁的抗风能力，降低风振影响。
2.共振消除：调整桥梁的结构参数，使桥梁的自然频率与外部激励频率远离，从而消除共振现象。
3.结构维修与加固：对桥梁结构进行定期检查和维护，发现缺陷及时进行
修复或加固。
我国在大桥抖动研究方面取得了显著成果。
例如，我国桥梁工程师在设计大桥时，会充分考虑桥梁的气动性能，以降低风振对桥梁的影响。
此外，我国还积极开展大桥抖动监测与预警技术的研究，为桥梁运营安全提供有力保障。
总之，大桥抖动的科学解释有助于我们更好地理解这一现象，并采取有效措施加以预防和解决。
斜拉桥风振问题及其控制措施
斜拉桥风振问题及其控制措施斜拉桥是一种现代建筑工程中常见的桥梁形式，其独特的结构和美观的外观使其成为人们喜爱的交通工具。
然而，斜拉桥在面临自然风力的作用下，会出现风振问题，给桥梁的安全性和使用寿命带来一定的威胁。
为了解决这一问题，工程师们采取了一系列的控制措施，以确保斜拉桥在风力作用下的稳定性。
斜拉桥的风振问题主要是由于桥体在风力作用下的共振造成的。
当风速达到一定限度时，风力对桥面的作用会导致桥梁产生共振现象，使桥面发生明显的振动。
这种振动不仅会对桥梁结构产生破坏，还会对行车安全造成影响。
因此，控制斜拉桥的风振问题非常重要。
为了解决斜拉桥的风振问题，工程师们首先需要进行风洞试验来获取桥梁在不同风速下的响应特性。
通过这些试验数据，可以对斜拉桥的结构参数进行优化设计，以提高桥体的抗风能力。
同时，工程师还可以通过增加桥体的刚度和减小桥面的质量来减小共振现象的发生。
此外，控制斜拉桥风振问题的另一种方法是采用振动吸能技术。
在斜拉桥的主塔、悬索等关键部位安装阻尼装置，通过吸收和消散振动能量来降低共振现象的发生。
这种技术可以有效地减小斜拉桥的振动幅度，提高桥梁的稳定性和安全性。
此外，斜拉桥的风振问题还可以通过控制斜拉桥的气动力来解决。
通过在桥梁的主塔和悬索上设置一定的减风剖面，可以减小风力对斜拉桥的作用效果。
同时，工程师们还可以通过更改桥梁的外形设计，以减小风力对桥梁的作用面积。
在进行斜拉桥的设计和施工过程中，工程师们还需要充分考虑桥梁的材料选择和维护保养方案。
选择适当的材料对于提高斜拉桥的抗风能力至关重要。
同时，定期的维护保养工作也可以保证斜拉桥在使用过程中的稳定性和可靠性。
总之，斜拉桥风振问题是一个涉及到桥梁结构、设计和材料等多个方面的复杂问题。
通过风洞试验、结构参数优化设计、振动吸能技术和气动力控制等措施，可以有效地控制斜拉桥的风振问题，提高桥梁的稳定性和安全性。
同时，合理选择材料和定期维护保养也是确保斜拉桥长期使用的重要环节。
现代桥梁设计中的风振分析
现代桥梁设计中的风振分析在现代桥梁工程中，风振问题是一个至关重要的考虑因素。
随着桥梁跨度的不断增加、结构形式的日益复杂以及建设环境的多样化，风对桥梁结构的影响愈发显著。
风振不仅可能导致桥梁结构的疲劳损伤，甚至会引发桥梁的失稳和破坏，严重威胁着桥梁的安全和正常使用。
因此，在桥梁设计阶段进行精确的风振分析是必不可少的。
风对桥梁的作用主要表现为静力作用和动力作用。
静力作用包括平均风引起的阻力、升力和扭矩，而动力作用则主要体现为风的脉动成分引起的桥梁结构振动，即风振。
风振可以分为涡激振动、颤振、抖振等多种形式。
涡激振动是一种常见的风致振动现象，当风流经桥梁结构时，在结构后方会产生周期性脱落的漩涡，从而引起结构的振动。
这种振动通常发生在较低的风速下，振幅相对较小，但如果长期作用，可能会导致结构的疲劳破坏。
颤振则是一种更为危险的风振形式，它是由于气流与桥梁结构之间的相互作用导致结构的气动失稳。
一旦发生颤振，桥梁结构的振动会迅速增大，直至结构破坏。
抖振是由大气中的紊流成分引起的结构随机振动，虽然抖振一般不会导致桥梁结构的整体失稳，但会引起结构的疲劳损伤和行人的不舒适感。
为了准确分析桥梁的风振响应，需要采用一系列的理论和实验方法。
在理论分析方面，基于流体力学和结构动力学的原理，建立风桥相互作用的数学模型。
这些模型通常会考虑风的特性、桥梁的几何形状和结构参数等因素。
数值模拟技术，如计算流体动力学（CFD）和有限元分析（FEA），在风振分析中得到了广泛的应用。
通过CFD可以模拟风场绕流桥梁的情况，获取风荷载的分布；FEA则用于分析桥梁结构在风荷载作用下的响应。
然而，理论分析往往需要基于一定的假设和简化，其结果可能与实际情况存在偏差。
因此，风洞试验在桥梁风振分析中具有不可替代的作用。
风洞试验可以模拟真实的风环境，通过在风洞中安装缩尺模型的桥梁，测量模型在不同风速和风向条件下的受力和振动情况。
通过风洞试验，可以获得更加准确的风荷载参数和结构响应数据，为桥梁设计提供可靠的依据。
桥梁设计中的风振控制技术研究
桥梁设计中的风振控制技术研究桥梁是连接两个地区的重要交通设施，不过在建造和使用过程中却存在一些问题，比如，因为自然因素导致的风力影响，这将会对桥梁构造造成影响，进而影响桥梁使用的安全性。
风振控制技术是现代桥梁设计中的一个重要组成部分，该技术可以有效地控制风振效应，减少桥梁振动所造成的影响。
本文将围绕桥梁设计中的风振控制技术展开研究。
第一部分：桥梁风力计算在桥梁设计的过程中，风力计算是非常重要的一个环节，因为这个环节会合理估算桥梁在风力作用下的受力状况。
工程师需要计算出桥梁受到风力的大小和方向，一般采用风洞实验或者计算机仿真的方法进行计算。
计算出风压的大小后，便可以初步判断桥梁抗风的性能，并针对这个结果优化桥梁的设计方案。
第二部分：桥梁风振分析风力计算给出桥梁所受的风力大小和方向，风振是在这个基础上得出的一种现象，桥梁会在风力作用下产生不规则的结构振动。
桥梁风振分析需要分析桥梁的振动特性，比如自振频率、振型、阻尼等关键参数。
这些参数将有助于工程师评估桥梁在风力作用下的振动程度，从而优化桥梁设计，保证其安全性。
第三部分：桥梁风振控制技术一旦得出了桥梁的振动参数，就需要针对这个结果制定合适的控制方案。
传统的控制系统包含阻尼器和摆锤两种类型。
阻尼器是一种被动控制设备，可以通过阻尼器对振动产生的能量进行吸收和耗散，从而达到减小振动的效果。
摆锤则是一种主动控制设备，在振动系统中通过控制振幅、频率、相位等方式对其产生的振动进行控制。
此外，还有基于控制理论的智能控制系统，该系统可以根据实时监测来调整桥梁的振动状况，实现更加智能化的风振控制。
第四部分：桥梁风振控制技术的应用风振控制技术已经被广泛应用在世界各地的桥梁建设中。
例如，美国在2013年修建了一座名为“Yavuz Sultan Selim”的大桥，桥梁主塔使用了高效的柔性阻尼器，该控制系统在风力作用下能够减少98%的桥梁振动；日本的大井川铁桥可以通过多个摆锤进行自适应控制，实现了极高的控制精度。
桥梁工程中的振动与减振控制
桥梁工程中的振动与减振控制桥梁作为重要的交通基础设施，为人们的出行提供了便利。
然而，随着交通流量的增大和车辆类型的多样化，桥梁结构面临着不可忽视的振动问题。
桥梁振动不仅会降低其使用寿命，还可能对行车安全产生潜在威胁。
因此，对于桥梁工程中的振动问题，必须进行有效的控制和减振手段的使用。
1. 桥梁振动的原因桥梁振动的产生主要与以下几个方面有关：1.1 自然风载荷：自然风是桥梁产生振动的主要外力之一。
风速的变化、风向的不确定以及风与桥梁结构之间的相互作用，都会导致桥梁的振动。
1.2 车辆荷载：车辆通过桥梁时产生的荷载，也会引发桥梁的振动。
特别是当车辆速度较高或者车辆类型多样化时，振动问题将变得更加突出。
1.3 地震作用：地震是桥梁振动的重要原因之一。
地震引发的地面动应力沿桥梁传递，导致桥梁结构出现共振，从而引起较大的振动。
2. 桥梁振动的影响桥梁振动不仅会对桥梁本身的结构产生损坏，还可能对行车安全产生潜在威胁。
桥梁振动的主要影响有以下几个方面：2.1 结构疲劳：桥梁振动会引发结构的疲劳破坏，降低其使用寿命。
长期以往，桥梁的承载能力会逐渐减弱，最终导致桥梁的失效。
2.2 行车安全：桥梁振动会对行车安全产生隐患。
当桥梁振动较大时，车辆的稳定性会受到影响，增加事故的风险。
2.3 舒适度：桥梁振动也会对行车者的舒适度造成不利影响。
大幅度的振动会使车辆颠簸不平，影响驾驶者的体验。
3. 振动控制与减振方法3.1 结构设计：在桥梁的结构设计过程中，可以采用一些减振措施，以降低桥梁的振动。
例如，在悬索桥的设计中，可以通过调整悬索的悬长来改变桥梁的固有频率，减小桥梁的振动响应。
3.2 隔振措施：通过在桥梁支座处设置隔振系统，可以有效地降低桥梁的振动。
隔振器一般采用橡胶材料，具有较好的减振效果。
3.3 阻尼措施：在桥梁结构中加入适当的阻尼装置，可以有效地消耗振动能量，减小振动幅度，降低桥梁的振动响应。
3.4 主动控制系统：利用传感器和反馈控制系统，对桥梁进行主动振动控制，可以大幅度地减小桥梁的振动。
风对桥梁的影响及进一步研究措施
风对桥梁的影响及进一步研究措施近年来，国内外大跨度斜拉桥梁在下雨时发生剧烈的“雨振”以及并列布置的斜拉索发生剧烈的尾流驰振的报道也越来越多。
所有这些现象都表明，风对桥梁的作用尤其时风对大跨度桥梁的动力作用是桥梁中不容轻视的重要问题。
本文主要讲述了风对桥梁的静力作用及动力作用，其中详细分析了风对桥梁的动力作用。
同时，对大跨度桥梁的风致效应估算与评价以及制振对策进行了探讨。
最后给出了风对桥梁作用的研究中需要进一步探讨的几个问题。
标签：风工程桥梁影响随着交通运输业的发展，大跨度桥梁（斜拉桥和悬索桥）已成为当今桥梁建设中的主流，自80年代以来，大跨度桥梁建设得到了迅速发展。
经调查发现，自1918年起至少已有11座悬索桥遭到风毁。
其中一个典型的事故是1940年美国塔科马悬索桥在19/m的8级大风下因扭转而发散振动而坍塌。
塔科马悬索桥的事故引起了桥梁工程界的震惊，也促进了风对桥梁作用的研究。
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。
桥梁载静力荷载作用下有可能发生强度、刚度和稳定性问题。
如现行桥梁规程中所规定的那样，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。
在考虑风对桥梁的静稳定性影响时，扭转发散是桥梁静稳定问题中最典型的一种。
用线性理论方法研究桥梁的扭转发散时，认为桥梁扭转发散临界风速远高于桥梁颤振临界风速；但是随着桥梁跨度超出1000m以后，非线性效应逐渐增大，日本东京大学和同济大学在全桥模型风洞试验中都在颤振发生前观察到扭转发散现象，这也是在大跨度桥梁的设计中应该注意到的一个问题。
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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。
它所造成的桥梁破坏的特点主要是强度破坏或过大的结构变形。
在桥梁的静风作用分析中，通常将风荷载换算成静力风荷载，作用在主梁、塔、缆索、吊杆等桥梁构件上，进行结构的计算分析。
2.2 风的动力作用风的动力作用指结构在风作用下的空气弹性动力响应，它一般可分为两大类：第一类，自激振动：在风的作用下，由于结构振动对空气的反馈作用，振动的结构从空气中汲取能量，产成一种自激振动机制，如颤振、弛振和涡激振动。
若颤振和弛振达到临界状态时，将出现危险性的发散状态。
第二类，强迫振动：结构在紊流脉动风作用下的一种有限振幅的随机强迫振动，由于脉动风的随机性质，这种由阵风带的脉动风谱引起的随机振动响应(阵风响应)称为抖振。
涡激振动虽然带有自激性质，但它和颤振或驰振的发散性振动现象不同，其振动响应是一种限幅的强迫振动，故该类振动具有两重性。
2.2.1 涡振风流经过各种断面形状的钝体结构时，在其断面背后都有可能发生旋涡的交替脱落，产生交替变化的涡激力而引起的结构振动称为涡激振动。
涡激振动兼有自激振动和强迫振动的性质，它是一种发生在较低风速区内的有限振幅振动。
通常情况下，涡激振动的振幅很小，但当旋涡脱落频率与结构的固有频率相接近时，流体与结构间产生强烈的相互作用引起涡激共振。
同时也将产生“锁定”现象。
对涡激振动响应的分析，通常采用升力振子模型、经验线性模型和经验非线性模型等来研究。
2.2.2 颤振对照旋涡脱落现象，振动的桥梁从流动的风中吸收能量，由此引起的不稳定被称为自激振动或颤振。
颤振是一种危险性的自激发散振动，其特点是当达到临界风速时，振动着的桥梁通过气流的反馈作用而不断地从气流中获得能量，而该能量又大于结构阻尼所能耗散的能量，从而使振幅增大形成一种发散性的振动。
对于近流线型的扁平断面可能发生类似机翼的弯扭藕合颤振。
对于非流线型断面则容易发生分离流的扭转颤振。
颤振会引发结构发散性失稳破坏。
尽管颤振是桥梁风致振动中最具危害性的现象，但只有精心分析与设计，辅以风洞模型实验验证，并采用提高主梁截面抗扭刚度等措施来提高颤振临界风速，就能避免这类现象的发生。
目前，桥梁的颤振问题已基本得到解决。
2.2.3 抖振抖振可视为来流的脉动成分引起的抖振力和紊流绕过结构后产生的脉动力共同作用的结果。
按来流的不同可分为：①上游临近结构物尾流引起的抖振；②结构物后本身紊流引起的抖振；③大气紊流引发的抖振。
实际上，桥梁结构中最为常见的是大气紊流成分引起的抖振。
结构的抖振虽然是限幅的随机强迫振动，但由于诱发抖振的风速较低，过大的抖振响应还将导致构件较大变形以及结构局部疲劳，同时会引起行人或行车的不舒适。
抖振分析业已成为桥梁抗风设计中相当重要的环节。
桥梁抖振分析目前主要有三种方法，即基于Sear和Liepmann的机翼抖振理论的Davenport理论，考虑自激力影响的Seanlan颤抖振理论以及建立在随机稳定理论基础上的Y．K．LIN随机抖振理论。
2.2.4 驰振驰振是一种发散的横风向单自由度弯曲自激振动，一般发生在具有棱角的方形或接近方形的矩形截面结构中。
根据来流的不同，驰振一般可分为横流驰振和尾流驰振。
横流驰振是由升力曲线(或升力矩曲线)的负斜率所引起的发散性自激振动。
这种负斜率使得振动过程中的结构位移始终与空气力的方向相一致，从而源源不断地吸收能量，造成类似颤振的不稳定振动。
横流驰振一般发生在具有棱角的非流线型截面的柔性轻质结构中，悬吊体系桥梁结构中的拉索和吊杆最有可能发生横流驰振。
横流驰振研究中最常用的方法是DenHartog提出的单自由度线性驰振理论。
根据这一理论，DenHartog提出了结构驰振失稳的判据。
此外，Parkinson提出了单自由度非线性驰振理论，Blevins建立了两自由度非线性驰振理论。
当后一结构处于前一结构的尾流中时，后一结构由于受到前一结构波动尾流的激发而引起的振动称为尾流驰振。
尾流驰振可以发生在包括流线型(圆形)截面在内的任意形式截面的结构中。
与横流驰振相比，尾流驰振研究成果较少，一般采用Simpson尾流驰振分析方法。
3 大跨度桥梁抗风设计原桥梁抗风设计原则和所要达到的目标如下:1)在桥梁的使用期限内,对于梁和塔可能出现的最大风载荷,桥梁不会发生强度破坏、变形破坏和静力失问稳现象;2)在桥梁的使用期限内,主梁发生自激发散振动的临界风速必须大于桥位处主梁上可能产生的最大风速,以确保桥梁不会产生动力失稳破坏;3)在桥梁的使用期限内,将桥梁可能产生的限幅振动的响应限制在允许的范围之内,并应使其振动尽快停止,以防止结构和构件产生疲劳破坏,确保行车安全4 大跨度桥梁风致振动控所谓桥梁结构振动控制,就是在设计和施工过程中,通过采取措施以控制结构所受到的振动,将结构在地震、风、车辆、环境振动等条件下的动力响应限制在允许范围内,使之能够保证结构的正常使用功能。
对经过理论分析和风洞试验检验仍不能满足抗风要求的设计方案,必须采取抗风措施或修改设计,使其满足抗风设计要求。
按桥梁结构的风振控制方式可分为被动控制,主动控制,半主动控制和混合控制。
4.1主动控制主动控制是利用外界提供的能力使安装在结构上的控制器装置动作以达到控制振动的目的。
根据控制的对象是激振力输入或振动反应输出可分为前馈控制和反馈控制。
日本曾先后在东京弯彩虹桥主塔、明石海峡大桥主塔、白鸟大桥主塔、来岛大桥主塔的施工中成功地使用了主动控制装置AMD(ActiveMassDamper)。
然而,要把主动控制装置技术广泛地运用到桥梁结构抗风制振中还有许多工作要做,尤其是怎样解决提供巨大的外部能源和能源的可靠供应以及控制法则的正确选用等问题。
当桥梁的跨度超过3000m时,日本专家藤野阳三认为就该考虑采用主动控制了。
4.2被动控制被动控制不需要提供外部能源,可分为气动措施和机械措施。
气动措施是通过修改结构断面形状或安装风嘴,导流板等空气稳定装置,改善绕过断面的气流形态,以减少风振的空气力。
截面的端头外形十分重要,添加风嘴或裙板将改善绕过时的流态,减少涡脱,使截面趋向流线形。
相反,桥面的防撞拱杆、透风度低的栏杆是不利的因素,带悬臂的截面与钝头的截面相比有较好的气动性能,而且悬臂越长,稳定性越好。
采用桥面局部开槽的透风措施证明是十分有效的。
对于超大跨度的桥梁由于频率很低,就必须采用这种措施才能保证足够的气动稳定性。
一些附加的抑流板、导流板和扰流板是减少抖振反应的有效措施。
但须指出的是,由于各种风致振动的机理不同,一种措施并不能兼顾各个方面。
有时,某种措施能抑制一种风致振动,而对另一种风致振动的效果并不大,甚至可能引起相反的结果。
因此要结合周围的风环境、结构截面的基本形状、以及美观要求进行综合考虑,通过风洞实验的验证来选择适当的抗风措施。
机械措施则是通过增加结构刚性、质量、阻尼而减小振动,由于机械措施如调谐质量阻尼器(TMD),调谐液体阻尼器(TLD)等仅对窄频带随机激励有效,可以看出它有一定的局限性。
但其造价低廉,易于实现,目前已得到广泛应用。
制振措施应能从根本上解决风致振动的问题,因而应首先考虑采用减少或消除风振空气力的气动措施,但由于种种条件的制约,还必须考虑机械措施或把两者结合起来效果会更好。
4.3半主动控制半主动控制的概念是J.C.H.Chang和T.F.Soong提出的,它保留了主动控制方法中的一些优点,同时减少了采用主动控制时所需要的大量外部能源及其装置,是一种适用于具有相对较低频带响应的结构振动控制方式。
4.4混合控制混合控制则是通过调节副振动体系的刚度和阻尼实现振动控制的,是被动控制和主动控制方式的组合,具有所需外部能源小,即使停电也可作为被动控制运作的优点。
同时,一种新的混合控制方法有待于深入研究,它是将主动控制与被动控制间隔交替进行,突出特点是能够减小由于风振而产生的共振现象。
5 结论我国当前大规模的基本建设正在使中国的土木工程界日益接近国际先进水平，同时也使我国的工程力学界面临前沿课题的挑战。
风振问题就是其中一个挑战，因此我们必须要解决风振问题来促进我国土木工程建设的发展。
[ 参考文献][1]李国豪.桥梁结构稳定与振动[M].北京:中国铁道出版社,1996.[2]项海帆,等.公路桥梁抗风设计指南[M].北京:人民交通出版社,1996.[3]方明山.20世纪桥梁工程发展历程回顾及展望[J].桥梁建设,1999,(1):58～60.[4]刘西拉.结构工程学科的现状及展望[M].北京:人民交通出版社,1997.。