大门大桥抗风分析报告

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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。

大桥抗风抗震初步分析报告

XX大桥抗风抗震初步分析报告XX 大桥勘测设计院分析复核专业负责人站长院总工程师前言XX大桥工程位于江苏省无锡市市区，该桥跨越京杭大运河。

本研究报告所研究的方案为： 145m+41.2m+33.8m独塔单索面混合梁斜拉桥；桥面以上主塔高为55.3m（不含塔顶装饰部分）, 桥面以上塔柱为双柱钢管砼塔柱，其中锚固区的双柱由20mm厚的钢板相连，下塔柱为单柱砼塔柱，斜拉索为单索面，两根索沿横桥向的间距为1.0m。

该方案的主梁主跨为钢箱梁，边跨为砼箱梁。

由于桥址处设计基本风速达25.9m/s，因此，该桥在成桥运营状态和施工全过程的抗风安全应高度重视；同时，大桥所在地区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35秒，故该桥在成桥运营状态的抗震安全也应重视；为此，我们对该桥的抗风安全性和抗震安全性进行了较为全面的分析。

其主要研究内容、主要研究结论及评价如下：1．主要研究内容1．1 设计基本风速、设计基准风速和主梁颤振检验风速的确定1．2 抗震设防标准的确定1．3 结构动力特性分析1．4 主梁抗风稳定性验算1．5 有关抗风的其它问题1．6 结构的抗震分析2．主要研究结论及评价2．1 基本风压W0=600Pa，设计基本风速V10=25.9m/s。

主梁设计基准风速V D（梁）=21.5m/s；主塔设计基准风速V D（塔）=29.8m/s。

施工阶段主梁设计基准风速V D（梁施工）=18.1m/s；施工阶段主塔设计基准风速V D（塔施工）=25.0m/s。

主梁成桥状态颤振检验风速[V cr]=36.1m/s；主梁施工阶段颤振检验风速[V cr s]=30.3m/s。

2．2 抗震设防标准：地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35秒，具体设计计算取地震动峰值加速度为0.10g，地震动反应谱特征周期为0.30秒，检算结构物的强度；取地震动峰值加速度为0.15g，地震动反应谱特征周期为0.30秒，检算结构物的位移。

经验交流：大跨桥梁的抗风对策（二）

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。

桥梁设计中的抗风性能优化与评估研究

桥梁设计中的抗风性能优化与评估研究在现代交通基础设施建设中，桥梁作为跨越江河湖海、山谷沟壑的重要建筑物，发挥着至关重要的作用。

然而，风对桥梁的影响不容忽视，强风可能导致桥梁结构的振动、失稳甚至破坏，严重威胁着桥梁的安全和正常使用。

因此，在桥梁设计中，抗风性能的优化与评估成为了一个关键的研究课题。

一、风对桥梁的作用及影响风对桥梁的作用主要包括静力作用和动力作用。

静力作用是指风对桥梁结构产生的稳定压力和吸力，如桥梁的主梁、桥墩等部位会受到风的压力和吸力，可能导致结构的变形和内力增加。

动力作用则更为复杂，包括颤振、抖振和涡振等。

颤振是一种自激振动，当风速超过一定临界值时，桥梁结构可能发生大幅的、不稳定的振动，甚至导致结构破坏。

抖振是由风的脉动成分引起的随机振动，虽然不会导致结构的立即破坏，但长期的抖振作用会使结构产生疲劳损伤。

涡振则是由于风绕流桥梁结构时产生的周期性漩涡脱落引起的结构振动，通常振幅较小，但在特定条件下也可能对桥梁的舒适性和安全性产生影响。

二、桥梁抗风性能的优化设计方法为了提高桥梁的抗风性能，在设计阶段可以采取多种优化方法。

1、合理的桥型选择不同的桥型在抗风性能上具有不同的特点。

例如，悬索桥和斜拉桥由于其柔性较大，对风的敏感性相对较高；而梁桥和拱桥则相对较为刚性，抗风性能较好。

在设计时，应根据桥梁的跨度、地形条件和使用要求等因素，选择合适的桥型。

2、优化桥梁的外形和截面桥梁的外形和截面形状对风的绕流特性有重要影响。

通过采用流线型的外形和合理的截面形状，可以减小风的阻力和漩涡脱落，从而降低风对桥梁的作用。

例如，在主梁设计中，可以采用箱梁截面代替传统的 T 型梁截面，以提高抗风性能。

3、增加结构的阻尼阻尼是结构消耗能量的能力，增加结构的阻尼可以有效地抑制风振响应。

常见的增加阻尼的方法包括使用阻尼器、在结构中设置耗能构件等。

4、加强结构的连接和整体性良好的结构连接和整体性可以提高桥梁在风作用下的稳定性。

桥梁抗风荷载设计参数的统计分析

桥梁抗风荷载设计参数的统计分析桥梁是人类创造的伟大工程，为交通运输提供了重要的通道。

然而，在建设桥梁时，我们必须考虑各种因素，包括抗风荷载设计参数。

本文将通过统计分析来探讨桥梁抗风荷载设计参数的重要性和影响因素。

抗风荷载是桥梁设计中必须考虑的关键因素之一。

风的作用会产生水平和垂直方向上的压力，对桥梁结构造成力学影响。

因此，准确确定合适的抗风荷载设计参数对于确保桥梁的安全和可靠性至关重要。

首先，我们需要了解桥梁抗风荷载设计参数的含义和计算方法。

抗风荷载的设计参数包括风速、角度、荷载系数等。

风速是指风的速度，通常以米每秒（m/s）为单位。

角度指风的来向角度，它可以影响风对桥梁的作用。

荷载系数用于计算桥梁受到的风压力，不同的桥梁类型和构造形式会有不同的荷载系数。

其次，我们需要进行统计分析来确定适当的抗风荷载设计参数。

统计分析是一种重要的方法，可以帮助我们了解抗风荷载的变化规律和趋势。

通过收集风速、角度和荷载系数等数据，并进行数据处理和分析，我们可以得到相关的统计结果。

在统计分析中，我们可以使用几个重要的统计量来描述和分析数据。

其中，平均值是一种常用的统计量，可以用来衡量抗风荷载设计参数的中心趋势。

标准差是描述数据离散程度的统计量，可以帮助我们了解抗风荷载的变化范围。

此外，通过绘制频率分布曲线和箱线图，我们可以更直观地展示数据的分布情况和异常值。

在统计分析中，还需要考虑一些影响因素，如气候条件、桥梁类型和高度等。

气候条件会对风速和角度等参数产生影响，不同的气候条件会导致不同的抗风荷载设计参数。

桥梁类型和高度也会对抗风荷载产生影响，高大的桥梁相对于低矮桥梁更容易受到风的作用。

最后，在确定合适的抗风荷载设计参数时，我们还需要考虑可靠性指标。

可靠性指标是评估桥梁结构安全性的重要指标，它可以帮助我们确定合适的设计参数范围。

通过进行可靠性分析，我们可以评估不同设计参数下桥梁的安全性，并选择最合适的设计参数。

综上所述，桥梁抗风荷载设计参数的统计分析是非常重要的。

经验交流：大跨桥梁的抗风对策（三）

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。

大桥抗震分析报告书

大桥抗震分析报告目录一、工程概况 (1)二、设计规和标准 (3)三、设防标准、性能目标及计算方法 (3)六、地震作用参数 (4)七、桥墩顺桥向抗震计算.... 错误！未定义书签。

八、桥墩横桥向水平地震力及抗震验算 (24)九、结论 (36)一、工程概况某路XX大桥为两联等截面连续梁，每联为四跨（4×40m），总桥面宽为33.5m由左右两半幅桥面组成，每半幅桥的上部结构均由5片预应力混凝土小箱梁组成（见图1.2）。

下部结构采用等截面矩形空心薄壁墩、直径1.5m为桩基础。

桥跨的总体布置见图1.1。

台墩墩墩墩墩墩墩台第1联第2联图1.1 XX大桥立面示意图图1.2 上部结构断面图图1.3 下部结构构造图联间墩设GYZ450X99型圆形板式支座，每片梁下为两个支座，联端为活动盆式支座。

桥上二期恒载（含桥面铺装、栏杆、防撞墙和上水管等）为21.7kN/m。

主梁为C50混凝土、盖梁和桥墩为C35混凝土，桩基础为C25混凝土。

主梁混凝土的容重取26 kN/m3、其它的容重取25 kN/m3，混凝土的其它参数均按现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规》取值，见表1.1。

表1.1 计算参数取值混凝土弹模（107kPa）基础土对桩基础对的约束作用采用弹簧模拟，弹簧的刚度用m法计算。

查《公路桥涵地基=2与基础设计规》（JTG D63-2007），静力计算时土的m值取10000kN/m4，动力计算时处取m动×m=20000 kN/m4。

桩径d=1.5m，桩形状换算系数kf=0.9，桩的计算宽度b=1.0×0.9×(1.5+1)=2.25m。

建立有限元模型，桩基划分为单元长1m，在每个节点设水平节点弹性支承，弹簧刚度：K=1×2.25×20000×Z=4500Z（kN/m）式中，Z为设置弹簧处距地面的距离。

二、设计规和标准1、设计规（1）《城市桥梁设计准则》（CJJ 11-93）（2）《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ 77-98）（3）《公路桥涵设计通用规》（JTG D60-2004）（4）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规》（JTG D62-2004）（5）《公路桥涵地基与基础设计规》（JTG D63-2007）（6）《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）2、设计标准：（1）立交等级：城市枢纽型互通式立交；道路等级：城市I级主干道（2）设计荷载：城-A级（公路-I级）（3）设计基准期：100年（4）设计安全等级：二级；结构重要性系数：1.0（5）抗震设防烈度8度，设计地震加速度峰值0.20g（6）场地类别为II类场地，特征周期0.40s三、设防标准、性能目标及计算方法根据《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）（以下简称“抗震细则”）的规定，进行本工程的抗震设计和计算。

桥梁抗风的常见措施及定性分析

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。

长跨度桥梁抗风稳定性研究

长跨度桥梁抗风稳定性研究随着交通运输的不断发展，大桥不断涌现，在桥梁设计中，稳定性是一个非常重要的问题。

在大桥的设计中，抗风稳定性是一个非常重要的考虑因素。

目前研究的结果表明，抗风稳定性是长跨度桥梁的一个很大的设计难点。

I. 长跨度桥梁抗风稳定性的研究意义在自然灾害中，风灾是非常常见的一种。

长跨度桥梁的抗风稳定性是一个非常重要的问题，主要是因为长跨度桥梁的自重和设计标准的限制所致。

如果设计的不当，桥梁发生塌陷，将会对交通运输造成很大的影响，同时还会对人们的生活带来威胁。

II. 长跨度桥梁抗风稳定性的研究现状1. 抗风稳定性的概念抗风稳定性是指在外来风力的作用下，桥梁的结构稳定性的能力。

2. 抗风稳定性的分类（1）局部稳定性：局部稳定性指纵向稳定性。

在风力作用下，桥面板的挠度可能会非常大，这时桥面板的受弯承受力变大，可能会导致桥梁出现纵向稳定性问题。

（2）横向稳定性：横向稳定性指桥梁横向稳定性的能力，主要是在横风下桥梁整体的稳定性。

3. 抗风稳定性的研究方法（1）数值模拟法数值模拟法是目前研究较为常见的方法之一，利用数值模拟软件对桥梁进行仿真分析，以得到桥梁在风力作用下的响应。

（2）风洞试验法风洞试验法是目前研究的另一个常见方法，通过控制风速和方向，控制模型的速度和运动状态，来模拟风力作用下的桥梁。

III. 长跨度桥梁抗风稳定性的影响因素1. 桥梁引起的风向和速度随高度变化问题在桥梁的设计中，桥梁高度是非常重要的一个因素。

随着桥梁的高度增加，风速也会随之增加，风向也会发生变化。

2. 桥梁过程中存在的气动现象在桥梁设计中，气动现象是非常普遍的现象。

桥梁的设计不仅需要考虑风力的作用，还需要考虑桥面板的空气阻力，这对于长跨度桥梁的稳定性来说，是非常重要的。

IV. 长跨度桥梁抗风稳定性的解决方案1. 整体横向稳定性设计针对整体横向稳定性问题，可以在桥梁的设计中采用附加结构、钢筋-混凝土结构等方式来增强桥梁的整体横向稳定性。

桥梁结构的抗风性能研究

桥梁结构的抗风性能研究桥梁是连接两个地块或跨越天然和人造障碍物的重要交通设施，而桥梁的稳定性在面对强风时尤为重要。

因此，研究桥梁结构的抗风性能对于确保桥梁的安全运行具有重要意义。

本文将探讨桥梁结构的抗风性能的研究进展和相关方法。

1. 引言桥梁结构在施工和运行过程中都会面临各种自然力的挑战，其中风力是最常见和重要的一种。

强风对桥梁的冲击力可能会导致结构的破坏，甚至引发事故。

因此，研究桥梁结构的抗风性能具有重要意义。

2. 抗风性能评估方法通过有效的抗风性能评估方法，可以了解桥梁结构在不同风速和风向情况下的表现，从而优化设计和提高结构的抗风能力。

常用的抗风性能评估方法包括风洞试验、数值模拟和实测等。

2.1 风洞试验风洞试验是通过模拟真实的风场环境来评估桥梁结构的抗风性能。

在风洞中，可以对不同尺度的模型进行试验，观察结构的响应和变形情况，以此评估桥梁在不同风速和风向下的表现。

2.2 数值模拟数值模拟是利用计算力学的方法，通过建立数学模型和进行数值计算来评估桥梁结构的抗风性能。

常用的数值模拟方法包括有限元方法、计算流体力学等。

数值模拟可以更加精确地分析桥梁结构在复杂风场下的响应和变形情况。

2.3 实测方法实测方法是通过对已建成的桥梁进行监测和实测，获取结构在实际风场环境下的响应和变形数据，从而评估抗风性能。

常用的实测方法包括加装风速测点、振动传感器等。

3. 影响抗风性能的因素桥梁结构的抗风性能受到多个因素的影响，包括结构形式、桥梁位置、风向、风速等。

3.1 结构形式不同的桥梁结构形式在抗风性能上可能存在差异。

例如，斜拉桥由于具有较大的桥面刚度和侧向刚度，相对于悬索桥和梁桥来说，其抗风能力较强。

3.2 桥梁位置桥梁位置的地理环境也会影响其抗风性能。

例如，在海岸线上的桥梁常常会受到强风和海浪的冲击，对结构的抗风能力提出更高要求。

3.3 风向和风速风向和风速是影响桥梁结构抗风性能的主要因素之一。

风向的改变会导致风荷载的方向也发生变化，而风速的增加会增加风荷载的大小。

桥梁抗风性能分析及风振控制技术的研究

桥梁抗风性能分析及风振控制技术的研究第一章：绪论桥梁作为重要的交通工具，对于各个行业的发展都有着至关重要的作用。

然而，桥梁在施工和使用中会受到风的影响，如何保证桥梁结构在强风或风震作用下的安全性，是桥梁设计和管理中亟待解决的问题。

桥梁的抗风性能，是指结构在受到风力作用时的抵御能力。

而风振控制技术，是指控制桥梁在风力作用下产生的振动，使其不受到破坏或影响通行安全的技术手段。

本文主要研究桥梁抗风性能分析及风振控制技术的研究。

第二章：桥梁抗风性能分析2.1 风荷载计算风荷载是桥梁受到风力作用的结果，因此合理计算风荷载是桥梁抗风性能分析的重要前提。

目前常用的风荷载计算方法有静风法和动风法两种。

静风法是指在建立结构初始状态下，通过受风面积、风向角和当地风速计算出各个结构部位所受的风力。

而动风法则通过数值模拟分析结构在不同风速和风向下的响应，得出结构各部位受到的风荷载。

2.2 抗风安全评估桥梁的抗风能力，不仅需要考虑各个结构部位的风荷载，还要综合考虑结构破坏可能性和严重程度。

因此，在桥梁抗风性能分析中，需要进行安全评估。

安全评估通常采用可靠度方法，将结构的性能随机变量（如材料强度、结构几何尺寸等）与设计指标相比较，得出结构在抗风作用下的可靠度，进而评估结构的安全性能。

第三章：风振控制技术研究3.1 吸振减震技术吸振减震技术是桥梁抗风振中的一种常见技术。

该技术主要通过安装振动减缓器或阻尼器来吸收结构的振动能量。

振动减缓器通常采用弹簧和质量块组成，通过结构的振动将振动能量转化成弹簧和质量块的动能，从而达到吸振减震的效果。

阻尼器则主要是利用液体或气体的粘滞作用，在结构振动时通过阻尼器对结构进行能量耗散，从而抑制结构振动。

3.2 主动控制技术主动控制技术是指通过主动力控制结构的振动，以达到控制风振的目的。

主动力可以通过电动机、液压缸等方式提供，可以根据结构的振动变化进行调整和控制。

主动控制技术需要对结构进行监测和控制，通常需要配备传感器和控制系统。

桥梁抗风设计分析

桥梁抗风设计分析摘要：桥梁设计对于交通行业的发展有着至关重要的意义，在施工过程中，保证桥梁建设的合理性也愈发关键。

本文阐述了桥梁抗风设计的意义，从桥梁强迫共振与自激振动两方面入手，探讨了切实提高桥梁抗风设计的方案。

旨在提高我国桥梁施工质量，为人们的生产生活提供保障，加强国家的综合国力。

关键词：桥梁；抗风设计；涡激共振；颤振引言：近年来，随着城市化发展加快，桥梁建设也在不断增加。

但在桥梁设计施工过程中，部分设计人员缺少对桥梁防风设计理念与技术含量的深入研究，缺乏针对相关技术水平的专业性了解，导致桥梁的防风性不达标，影响使用年限。

因此，应提高设计施工人员的重视程度，采用合理的技术手段，改善桥梁抗风性能。

1桥梁抗风设计分析意义风灾是常见的自然灾害之一，也是威胁桥梁安全的主要因素，它不仅影响了人们的正常出行，更会对桥体本身造成伤害，严重者更会直接摧毁桥梁。

在传统的桥梁设计环节中，设计人员往往会忽视风对于桥梁的影响作用，导致完工桥梁存在着较多的安全隐患。

近年来，随着桥梁跨度的增加，造成桥梁受风影响而变形的原因探讨也越来越受到人们的重视。

通过研究表明，桥梁风灾影响主要分为两种，一种是强迫共振，另一种是自激振动。

强迫共振能够造成桥梁结构疲劳，影响行车的安全性与舒适性，而自激振动的振力较强，对于桥梁有着毁灭性打击[1]。

在进行桥梁设计过程中，如何实现在建造当地的最大风速环境下，桥梁结构不会出现毁坏现象，保证其安全、可靠，成为当下桥梁抗风设计的主要问题。

在使用年限内，桥梁的强度应符合设计要求，避免出现静力失衡情况。

应尽量减少强迫共振的发生概率，降低结构疲劳对于桥梁质量的影响，保证桥上行车安全。

利用气动措施、机械措施、结构措施等技术手段，提高桥梁的抗风能力，做好桥梁抗风工作。

2控制强迫振动，抑制涡激共振涡激共振是指从流体的角度来分析，任何非流线型物体，在一定的恒定流速下，都会在物体两侧交替地产生脱离结构物表面的旋涡。

抗风分析报告

抗风分析报告1. 引言本报告旨在对抗风性能进行全面的分析。

抗风性能是衡量建筑结构对抗风能力的重要指标，对于确保建筑物的安全性和稳定性具有重要意义。

通过对抗风性能的详细分析，可以为建筑设计和结构优化提供有力的依据。

2. 抗风分析方法2.1 数值模拟数值模拟是一种常用的分析抗风性能的方法。

它通过建立建筑物的数学模型，并运用流体力学和结构力学的原理，计算建筑物在风荷载下的应力和变形情况。

常用的数值模拟软件有ANSYS和OpenFOAM等。

2.2 风洞试验风洞试验是评估抗风性能的经典实验方法。

它通过在实验室条件下模拟真实风场，测量建筑物在不同风速下的受力情况。

风洞试验可以提供精确的风荷载数据，并对建筑结构的动力响应进行实际观测。

2.3 实测数据实测数据是评估抗风性能的重要依据之一。

通过长期监测建筑物在实际风场中的受力情况，可以获取真实可靠的风荷载数据和结构响应数据。

实测数据可以为数值模拟和风洞试验的验证提供依据，提高分析结果的准确性。

3. 抗风性能指标3.1 风荷载风荷载是指风对建筑物表面产生的压力和力矩。

它与风速、气压、建筑物形状和方向等因素密切相关。

风荷载是评估抗风性能的重要指标之一，需要根据当地气象数据和建筑物参数进行计算或测量。

3.2 结构响应结构响应是指建筑物在受到风荷载作用下产生的应力、变形和振动等情况。

结构响应是评估抗风性能的关键指标，可以通过数值模拟、风洞试验和实测数据进行分析和评估。

3.3 安全系数安全系数是评估抗风性能的重要依据之一。

它是根据结构抗风能力和风荷载的比较确定的。

合理的安全系数可以保证建筑物在极端风情况下的安全性和可靠性。

4. 抗风分析案例4.1 A楼抗风分析A楼是一座高层建筑，位于城市中心地带，受到高风速的威胁。

采用数值模拟方法，对A楼的抗风性能进行分析。

在设计风速下，计算A楼各个部位的风荷载，通过对结构响应进行分析，评估A楼的抗风能力。

4.2 B桥抗风分析B桥是一座大型跨海桥梁，面临强风荷载的考验。

桥梁设计抗风措施与技术研究

桥梁设计抗风措施与技术研究在咱们的日常生活中，桥梁那可是起着至关重要的作用。

您想想，要是没有桥梁，咱们得绕多少冤枉路呀！但您知道吗，桥梁要想稳稳地立在那里，可不光是把砖头石头堆一块儿就行，还得考虑好多因素，其中风就是个大挑战。

我记得有一次去旅行，经过一座大桥。

那风呼呼地吹，我站在桥上都感觉有点晃悠，心里那叫一个紧张。

从那时候起，我就对桥梁抗风这个事儿特别上心。

咱先来说说为啥风对桥梁能有这么大影响。

风就像个调皮的孩子，一会儿使劲推，一会儿又猛拉。

要是桥梁的设计不合理，风就能把桥吹得摇摇晃晃，甚至可能造成严重的损坏。

比如说，有的桥梁跨度特别大，就像一个长长的扁担，风一吹，中间部分就容易弯曲变形。

为了对付风这个“捣蛋鬼”，工程师们可是想出了不少妙招。

首先就是优化桥梁的外形。

就像咱们人要打扮得漂亮得体一样，桥梁也得有个好看又实用的外形来对抗风。

比如说，把桥梁的截面设计成流线型，这样风就能顺畅地“滑”过去，减少阻力。

还有呢，就是给桥梁加上一些“稳定器”。

比如说，在桥上安装一些风屏障，就像是给桥梁穿上了一件防风的衣服，能把风挡住或者改变风的方向。

我曾经在一个施工现场看到，工人们正在仔细地安装这些风屏障，每个螺丝都拧得紧紧的，那认真劲儿，真让人佩服。

另外，利用先进的技术进行风洞试验也是必不可少的。

把桥梁的模型放进一个大大的风洞里，模拟各种风的情况，看看桥梁能不能经受住考验。

这就好比让桥梁提前经历一场“风的考试”，发现问题及时改进。

在材料的选择上也有讲究。

要用强度高、韧性好的材料，这样桥梁才能更坚固，不容易被风吹坏。

而且，监测系统也不能少。

就像给桥梁装了一双“眼睛”，随时观察风的情况和桥梁的反应。

一旦有异常，就能及时采取措施。

总之，桥梁设计中的抗风措施和技术那可真是一门大学问。

工程师们得像聪明的诸葛亮一样，想出各种巧妙的办法来应对风的挑战，让咱们的桥梁能够稳稳地立在那里，为大家的出行保驾护航。

希望未来，咱们能有更多更先进的抗风技术，让桥梁更加安全可靠！。

大跨度悬索桥抗风讲座报告

讲座报告（四）姓名：顾尚廉学号；1130519导师：周志勇浅谈大跨度桥梁的抗风问题——听《大跨度桥梁的极限跨径和抗风挑战》有感听完葛老师《大跨度桥梁的极限跨径和抗风挑战》讲座后，对于在本科期间从未了解过桥梁抗风问题的桥梁系研一学生的我来说，对大跨径桥梁的跨径极限和抗风问题有了一个初步的认识，也使我明确了以后学习和研究的方向。

下面我简单的介绍一下我对桥梁抗风问题的一些浅显认识。

0前言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。

1对桥梁抗风问题的重视1940年，塔科马大桥的风毁事故引起了人们对桥梁抗风问题的重视和研究随着桥梁跨径的不断增大，桥梁结构日趋轻柔化，抗风问题才显得日益突出，特别是大跨度悬索桥的抗风稳定问题已经成为直接影响跨度进一步增大的关键因素。

2风对桥梁结构的作用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。

桥梁结构的风振响应分析与抗风设计

桥梁结构的风振响应分析与抗风设计桥梁作为重要的交通工程之一，承载着车辆和行人的重要通道。

然而，由于自然环境的不断变化以及人类活动的影响，桥梁经常面临风振响应的问题。

为了确保桥梁结构的安全性和稳定性，风振响应分析与抗风设计成为了重要的研究内容。

1. 风振响应分析在桥梁结构的风振响应分析中，首先需要考虑的是风的作用。

风是桥梁结构风振响应的主要外荷载，其大小和方向都会对桥梁结构产生重要影响。

风的作用可以通过测风站点的数据来确定，包括风速、风向、风向角等。

其次，还需要考虑的是桥梁结构的动力特性。

桥梁结构通常是具有一定刚度和自振频率的动力系统，因此需要对桥梁结构进行模态分析，确定其固有频率和振型。

通过模态分析，可以得到桥梁结构在不同频段上的响应特性，进而掌握其振动特点。

最后，基于风荷载和桥梁结构的动力特性，可以进行风振响应计算和分析。

常用的方法包括频谱法、相应谱法、时程分析法等。

通过这些方法，可以预测和评估桥梁结构在风荷载下的振动响应，为抗风设计提供依据。

2. 抗风设计为了确保桥梁结构的安全性，必须进行抗风设计。

抗风设计的目标是通过合理的结构设计和加固措施，减小或消除桥梁结构在风荷载下的振动响应，使其具备足够的抗风能力。

抗风设计的方法多种多样。

一方面，可以通过减小桥梁结构的风荷载来增加其抗风能力，如减小桥面的横向风压系数、减小桥梁体型的风阻面积等。

另一方面，可以通过增加桥梁结构的刚度和阻尼来提高其抗风稳定性，如合理选取材料、结构形式和节点连接方式等。

此外，抗风设计还需要考虑桥梁结构的动态特性。

在桥梁结构的设计中，通常会采用动力参数进行抗风设计，如振动幅值、振动周期、振动频率等。

通过合理选择动力参数，可以确保桥梁结构在风荷载下的稳定性和安全性。

在实际的工程实践中，除了风振响应分析和抗风设计之外，还需要进行监测和评估工作。

通过实时监测桥梁结构的振动响应，可以及时发现和掌握其风振状况，为后续的抗风设计和维护提供参考依据。

结构抗风检测报告

结构抗风检测报告一、引言结构抗风检测是对建筑物、桥梁等工程结构的抗风性能进行评估和检测的过程。

本报告将对某大型桥梁的抗风性能进行详细描述和评估。

二、桥梁结构该桥梁位于城市主干道上，是一座双向六车道的大型钢混凝土桥梁。

桥梁主体结构由主梁、桥墩和桥台组成，主梁采用钢箱梁结构，桥墩和桥台采用钢筋混凝土结构。

整个桥梁的设计符合国家相关标准和规范，具备一定的抗风能力。

三、抗风设计参数根据桥梁的跨度、高度和地理环境等因素，设计师确定了该桥梁的抗风设计参数。

其中包括风荷载、风速等参数，以及桥梁的抗风等级和安全系数。

这些参数是评估桥梁抗风性能的重要基础。

四、抗风性能评估方法本次抗风性能评估采用数值模拟方法。

首先，根据设计参数，搭建了桥梁结构的三维模型。

然后，通过风洞实验获得风场数据，并将其应用于模型中进行仿真分析。

最后，根据分析结果评估桥梁的抗风性能。

五、抗风性能评估结果经过模拟分析，得出了该桥梁在不同风速下的应力分布、变形情况以及破坏状态。

结果显示，该桥梁在设计风速下，具备良好的抗风能力，未出现明显的破坏迹象。

各部位的应力和变形均在允许范围内，未超过结构的承载能力。

六、结构安全性评估根据抗风性能评估结果，结合桥梁的设计参数和抗风等级要求，对桥梁的结构安全性进行评估。

结果显示，该桥梁在设计风荷载下，具备足够的结构安全性，能够承受正常使用和极端天气条件下的风荷载。

七、结论通过本次抗风性能评估，可以得出以下结论：1.该桥梁的设计和施工符合国家相关标准和规范，具备良好的抗风能力。

2.桥梁在设计风速下，未出现明显的破坏迹象，各部位的应力和变形均在允许范围内。

3.桥梁具备足够的结构安全性，能够承受正常使用和极端天气条件下的风荷载。

八、建议为了进一步提升桥梁的抗风能力和结构安全性，建议采取以下措施：1.加强桥梁的维护和检修工作，及时修复和更换受损部位。

2.定期进行抗风性能检测和评估，发现问题时及时采取修复措施。

3.加强风场监测，及时掌握风速和风向变化，为桥梁维护提供科学依据。

桥梁结构抗风分析与测试

Bridge and Structure Wind Resistance Analysis and TestWind load is the most general and ambiguous long-duration load for bridges, high-rise buildings, cooling towers, large span shells and roofs, and other civil engineering structures. Wind induced effect will induce stability and fatigue problems for those structures. Wind resistance analysis and design is critical for ensuring life-cycle performance of bridges and structures. Recent research works in BE at Tongji University that address bridge and structure wind resistance analysis and test include: Across-wind equivalent static wind loads and responses of super-high-rise buildings; Aero-elastic model test study on a bridge pylon considering the interference effects of surrounding structures; Torsional stiffness degradation and aerostatic divergence of suspension bridge decks; Experimental study of wind loads on cylindrical reticulated shells; Multiple loading effects on wind-induced static performance of super-larege cooling towers; Parametric vibration of stay cables under axial narrow-band stochastic excitation; Wind-induced responses of a large-scale membrane structure; Superposability of unsteady aerodynamic loads on bridge deck sections.Across-Wind Equivalent Static Wind Loads and Responses ofSuper-High-Rise BuildingsWind tunnel test results have indicated that the across-wind dynamic responses of super-high-rise buildings are often larger than along-wind ones. Based on a series of wind tunnel tests on 15 rectangular super-high-rise building models with side ratios smaller than 2 in four categories of simulated wind fields with high-frequency force balance technique, the present study develops an analytical method for across-wind equivalent static wind loads on super-high-rise buildings and their corresponding responses.Objective & Approach: Using several formulas of across-wind aerodynamic forces and aerodynamic damping of rectangular super-high-rise buildings with side ratios smaller than 2 proposed previously by the authors, across-wind equivalent static loads and responses of super-high-rise buildings are evaluated through a proper combination of resonant and background components. The resonant component is computed according to the power spectral density of the base moment and the aerodynamic damping. The background component, whose vertical distribution is derived from background moment responses at different heights and then expressed as a cubic equation of the relative height, is computed using the base moment coefficients. Furthermore, comparisons are made for the equivalent static wind loads and responses of a hypothetical typical building between the present method and the AIJ (1996) method, which indicate the applicability of the present method. Finally, the effects of b ackground component and aerodynamic damping on the equivalent wind loads and responses are also discussed.Principal Investigator:Yong Quan and Ming GuFunding: National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 50878159 and 0715040) and the Shanghai Pujiang Program (Grant No. 08PJ1409500)Key Publications:Quan Y, Ming Gu, 2012, Across-Wind Equivalent Static Wind Loads and Responses ofSuper-High-Rise Buildings. Advances in Structural Engineering, 15(12), 2145-2155.Aero-elastic Model Test Study on a Bridge Pylon Considering the Interference Effects of Surrounding StructuresThrough the wind tunnel test, investigators noted that the torturing response of the Empire State building would have been doubled if two brand-new buildings were to be constructed in its two neighboring blocks. In this paper, the interference effect of surrounding structures on the wind induced vibrations of a bridge pylon of the already-finished Mingpu Bridge was investigated through wind tunnel tests. The static and buffeting responses at the top of the bridge pylon in along-wind, across-wind directions are acquired and analyzed, respectively. Meanwhile, some conclusions referring to the effect of cooling towers on the bridge pylon are drawn. At the end, boundary layer wind tunnel tests are conducted to verify the interference effect of the two cooling towers.Objective: The interference effect between buildings has been a popular issue in structural wind engineering for a long time. Most researches about this issue have been focused mainly on high-rise buildings. For long-span bridges, the interference effects between structures arc rarely discussed.Approach: In this paper, an aerodynamic elastic model test of a free-standing bridge pylon located adjacent to two large-scale cooling towers is presented. Through the mode analysis, the structure mode shapes arc obtained. Then by the simulation of the two cooling towers in the boundary layer during the aeroclastic model test, the vibration responses of the bridge pylon in smooth and turbulence flows arc obtained respectively.Significant Result: The study shows that the interference effect of the two hugo-volume cooling towers on the wind induced vibration responses of the bridge pylon should not be neglected. In smooth flow, due to the regular shedding vortex from the upwind cooling towers, the interference effect is evident in that strong resonant responses arc induced on the lower-order modes of the downwind bridge pylon. However, in turbulence flow, this kind of interference effect is greatly reduced. Moreover, more attention should be paid to the case when the cooling towers arc located at the perfectly right upwind direction of the bridge pylon. Their interference effect will certainly cause great resonant vibrations in the longitudinal direction, which cannot be ignored for granted. Furthermore, the turbulence flow at the bridge pylon considering the interference effect is measured through a 1:500 flow experiment to discover the interference effect of the cooling towers. In the end, a dynamic magnification factor is proposed to take the interference effect into consideration, with a value of 2.25 suggested for the design of pylons.Principal Investigator: RU-JIN MA and XIAO-HONG HUFunding: National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 5150708073)Key Publications:1.Ma R J, Hu X H. AEROELASTIC MODEL TEST STUDY ON A BRIDGE PYLONCONSIDERING THE INTERFERENCE EFFECTS OF SURROUNDING STRUCTURES[J].International Journal of Structural Stability and Dynamics, 2013, 13(05).Torsional stiffness degradation and aerostatic divergence ofsuspension bridge decksA classical concept of the ATD, involves a critical flow speed beyond which an unlimited growth in structural rotation occurs. However, an unlimited growth in deformation is unrealistic, and hence it is more reasonable to define the critical divergence wind speed as one at which the twist of an airfoil increases rapidly to the point of failure. The objective of this study is, specific to long-span suspension bridges, investigating the motion-induced effects on the system stiffness and the mechanism of the ATD of suspension bridges immersed in turbulent flows. Objective: The mechanism of aerostatic torsional divergence (ATD) of long-span suspension bridges is investigated. A theoretical analysis on the basis of a generalized model is presented, showing that the vertical motion of a bridge deck is crucial to the torsional stiffness of the whole suspended system, and that the vertical motion of either cable with a magnitude beyond a certain threshold could result in a sudden degradation of the torsional stiffness of the system. This vertical motion-induced degradation of stiffness is recognized as the main reason for the ATD.Approach: Long-span suspension bridges are susceptible to such a type of divergence, especially when they are immersed in turbulent wind fields. The divergences that occur in turbulent wind fields differ significantly from those in smooth wind fields, and the difference is well explained by the generalized model that the loosening of any one cable could result in the vanishing of the part of stiffness provided by the whole cable system.Significant Result: The mechanism revealed in this paper leads to a definition of the critical wind speed of the ATD in a turbulent flow; that is, the one resulting in a vertical motion so large as to loosen either cable to a stressless state. Numerical results from the nonlinear finite-element (FE) analysis of the Xihoumen suspension bridge, in conjunction with observations from wind tunnel tests on an aero-elastic full bridge model, are in support of the viewpoint presented in this study.Principal Investigator:Z.T. Zhang, Y.J. Ge and Y.X. YangFunding: The National Science Foundation (Grant nos. 51178182 and 90915002), and the open project of the state key laboratory of disaster reduction in civil engineering (Project no.SLDRCE10-MB-03).Key Publications:Zhang Z T, Ge Y J, Yang Y X. Torsional stiffness degradation and aerostatic divergence of suspension bridge decks [J]. Journal of Fluids and Structures, 2013, 40: 269-283.Experimental study of wind loads on cylindrical reticulated shells With the increases in the height and span of dry-coal sheds, wind loads become one of the key factors in structural designs. Unfortunately, wind loads of dry-coal sheds do not exist in codes or standards, which will provide guidance to the design of dry-coal sheds. The current study presents in detail the characteristics of the wind pressures on the upper and lower surfaces and the net pressures. The block mean and fluctuating (rms) pressure coeﬃcients, which are suitable for engineering applications, are given as references for wind load codes.Objective: The cylindrical reticulated shell structures without side walls, which are normally arranged in pairs, are usually used as dry-coal sheds in a thermal power plant. The wind loads of these shells do not exist in standards or codes.Approach: Therefore, this study investigates the mean and fluctuating wind loads on a cylindrical reticulated shell with a rise-to-span ratio of 0.39 through a series of wind tunnel tests. The characteristics of the wind pressures on the upper and lower surfaces and the net pressures are presented.Significant Result: The results show that the wind direction and another shell structure significantly aﬀect the wind loads on the principal shell. The most unfavorable wind direction is around 30◦, whereas the eﬀects of the wind field and the height of the coal stack are small. The surfaces of the shells are divided into nine blocks, and the block mean and fluctuating (rms) pressure coeﬃcients suitable for engineering applications are given as references for wind load codes.Principal Investigator:Peng HUANG, Xuan-yi ZHOU, Ming GUFunding:Key Publications:Huang P, Zhou X, Gu M. Experimental study of wind loads on cylindrical reticulated shells [J]. Applied Mathematics and Mechanics, 2013, 34: 281-296.Multiple Loading Effects on Wind-Induced Static Performance ofSuper-Larege Cooling TowersThe present Codes NDGJ5-88, GB/T 50102-2003 and DL/T 5339-2006 (hereafter referred as the Chinese Codes) can hardly provide the necessary technical support for the structural design of super-large cooling towers for the following reasons. To avoid potential unfavorable designs brought by adopting the unreal external pressure distribution, comparative studies of structural responses obtained by loading the actual extreme external wind pressure and those produced by traditional design methodology are indispensable. To study potential problems with the present design methodology for super-large cooling towers, pressure measurements on an actual 176 m super-large cooling tower's rigid model in different tower group scenarios are conducted in an ABL wind tunnel to produce the accurate cladding wind loads. Objective: Currently, four grouped 177 m super-large cooling towers, i.e. column-supported hyperboloidal shells, are to be constructed in a typical electric power plant in Southeast China. To this end, simultaneous pressure measurements on 1:200 rigid tower models are carried out in an atmospheric boundary layer (ABL) wind tunnel, aimed at accurately obtaining the external/ internal cladding wind loads on these shells.Approach: The wind-induced static behavior of the cooling towers is analyzed by applying the wind loads acquired via the pressure model tests, using both linear elastic and nonlinear elastic finite element (FE) analyses. The corresponding responses (structural deformation, internal force and local buckling state) are compared with those obtained by the traditional design approach, focused on the effects of internal suction and external pressure distribution. Besides, the tower group interference effects are studied by comparing the results computed of a freestanding tower, with those of the tower groups during two deferent construction stages.Significant Result: The main findings about the loading effects on the static performance of the super-large cooling towers are helpful for improving the current Chinese Codes that govern the design of super-large cooling towers.Principal Investigator:X. X. CHENG, L. ZHAO and Y. J. GEFunding: the National Natural Science Foundation of China (91215302, 51178353, and 51208254), the National Key Basic Research Program of China (i.e. 973 Program) (2013CB036300)Key Publications:Cheng X X, Zhao L, Ge Y J. MULTIPLE LOADING EFFECTS ON WIND-INDUCED STATIC PERFORMANCE OF SUPER-LARGE COOLING TOWERS [J]. International Journal of Structural Stability and Dynamics, 2013, 13(08).Parametric Vibration of Stay Cables under Axial Narrow-BandStochastic ExcitationStudying the response characteristics of the parametric vibration of stay cables under axial stochastic excitations is of great significance to bridge structural designers. Relatively few studies have focused on the response problem of cables under axial stochastic excitations. A long cable, i.e. Cable A20 of No. 2 Nanjing Bridge over the Yangtze River, is taken as an example to illustrate the application of the theoretical model presented.Objective: The differential equation for inclined cables under axial narrow-band stochastic excitations is established with consideration of the cable sag and variations of cable tension along the cable.Approach: Gaussian and first-order non-Gaussian closed-form solutions are derived by employing the statistical moment truncation method to solve the moment equation.A long cable (Cable A20 of No. 2 Nanjing Bridge over the Yangtze River) is taken as an example to demonstrate the application of the theoretical model presented. The Monte Carlo method is also adopted to simulate the responses of the cable numerically under investigation.Significant Result: The general response characteristics of the cable are analyzed, particularly, the variation characteristics of the response of the cable depending on the excitation bandwidth when the ratio of the central frequency of excitation to the first frequency of cable is equal to one or two. Parametric vibrations of the real Cable A20 excited by the buffeting vibration of the bridge deck of No. 2 Nanjing Bridge over the Yangtze River are also calculated.Principal Investigator:MING GU and SHU-YAN RENFunding: the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50621062)Key Publications:Gu M, Ren S Y. PARAMETRIC VIBRATION OF STAY CABLES UNDER AXIAL NARROW-BAND STOCHASTIC EXCITATION [J]. International Journal of Structural Stability and Dynamics, 2013, 13(08).Research on wind-induced responses of a large-scale membranestructureDue to the special features of the membrane structure, such as intensive mode of vibration, obvious nonlinear characteristics, and non-ignorable three-dimensional effect, the method for analyzing wind-induced response adopted for high-rise buildings and large-span roof structures cannot be directly applied to a membrane structure. Expo Boulevard, the most important building of Expo 2010 Shanghai China, is the research subject in this paper. The study intends to provide a practical method for analyzing wind-induced responses of membrane structures.Objective: The wind-induced responses of a large-scale membrane structure, Expo Boulevard, are evaluated in this study.Approach: To obtain the wind pressure distribution on the roof surface, a wind tunnel test is performed. A brief analysis of wind pressure on the membrane roof is conducted first and then an analysis of the wind-induced responses of the structure is carried out using a numerical integral method in the time domain. In the process of calculation, the geometrical nonlinearity is taken into account.Significant Result: Results indicate that mean, RSM and peak values of the structure responses increase nonlinearly while the approaching flow velocity increases. Strong nonlinear characteristics are observed in the displacement responses, whereas the responses of nodal stress and cable axial force show minimal nonlinear properties when the membrane structure is subjected to wind loads. Different values of the damping ratio only have a minimal impact on the RSM response of the structure because the background component is a dominant part of the total dynamic response and the resonant component is too small. As the damping ratio increases from 0.02 to 0.05, the RMS responses of vertical displacement, nodal stress and cable axial force decrease by 8.1%, 6.7% and 17.9%, respectively. Since the mean component plays a significant role in the wind-induced response, the values of the gust response factor are not high for Expo Boulevard.Principal Investigator:Zhou Xuanyi, Han Zhihui, Gu Ming, Zhang An-an, Zhang Weiyu and Fang WeiFunding: the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 51278368)Key Publications:Zhou X, Han Z, Gu M, et al. Research on wind-induced responses of a large-scale membrane structure[J]. Earthquake Engineering and Engineering Vibration, 2013, 12(2): 297-305.Superposability of unsteady aerodynamic loads on bridge decksectionsAerodynamic forces acting on bridge decks have generally been classified into steady and unsteady ones, according to whether or not the loads are time-varying. However, these assumptions don’t work for a bluff bridge section and, therefore, the question arises as to whether these loads can be linearly superposed or, in another words, as to whether there exist a group of AA functions independent neither on the turbulent gust structure nor on the structural motions. This is the main concern of this work.Objective: The 2-dimensional unsteady aerodynamic forces, in the context of both a thin airfoil where theory of potential flow is always applicable and a bluff bridge-deck section where separated flow is typically induced, are investigated from a point of view of whether or not they conform to the principle of linear superposition in situations of various structural motions and wind gusts. It is shown that some basic preconditions that lead to the linear superposability of the unsteady aerodynamic forces in cases of thin airfoil sections are no longer valid for a bluff section. Theoretical models of bridge aerodynamics such as the one related to flutter-buffeting analysis and those concerning aerodynamic admittance (AA) functions, however, necessitate implicitly this superposability.Approach: The contradiction revealed in this work may throw light on the perplexing problem of AA functions pertaining to the description of buffeting loads of bridge decks. Some existing theoretical AA models derived from flutter derivatives according to interrelations valid only for thin airfoil theories, which have been employed rather extensively in bridge aerodynamics, are demonstrated to be illogical. Significant Result: Finally, with full understanding of the preconditions of the applicability of linear superposability of the unsteady aerodynamic forces, suggestions in regard to experiment-based AA functions are presented.Principal Investigator:ZHANG Zhi-tian , GE Yao-jun and ZHANG Wei-fengFunding: The National Natural Science Foundation of China; The Open Project of the State Key Laboratory of Disaster Reduction in Civil Engineering, China.Key Publications:Zhang Z, Ge Y, Zhang W. Superposability of unsteady aerodynamic loads on bridge deck sections[J]. Journal of Central South University, 2013, 20: 3202-3215.。

桥梁抗震与抗风设计理念及设计方法分析

桥梁抗震与抗风设计理念及设计方法分析摘要：桥梁是我国经济发展的重要枢纽，尤为注重抗震和抗风设计。

因为地震作用与风荷载会影响桥梁整体受力，进而影响桥梁的使用，并缩减桥梁的运营寿命。

所以，文章从实际出发，分析和研究了桥梁抗震与抗风设计理念及设计方法，旨在完善我国桥梁建筑中存在的缺陷，增强桥梁建筑的实际使用性能，为国民经济的发展提供重要保障。

关键词：桥梁；抗震设计；抗风设计；理念；方法在地震波的影响下，桥梁结构的安全性就会降低，轻则导致交通瘫痪，影响车辆的通行，重则导致车毁人亡，由此造成的损失难以估量。

据相关研究发现，减隔震能够帮助桥梁疏散热量，减弱地震波带来的反应。

风荷载同样会影响桥梁的稳定性，引发桥梁病害问题。

但在以往的桥梁设计中，很少会重视风荷载对桥梁结构带来的影响，使得桥梁发生巨大的震荡，从而引起疲劳破坏。

所以，针对桥梁抗震与抗风设计理念及设计方法展开分析和研究具有重要意义。

1桥梁抗震设计理念与设计方法1.1抗震设计理念在设计桥梁抗震结构时，应该着重比对设计方案的技术效益与经济效益，首先，要保证桥梁结构性能参数满足最好标准，比如，强度、刚度和延性等；其次，必须控制抗震结构设计造价。

如此就要求桥梁设计团队在实际工作中不能照搬相关规范，应该根据桥梁工程特性、区域实际以及科学设计理念来确定抗震措施。

具体设计理念为：第一，明确桥梁工程场地。

在工程场地确定过程中，尽可能避开地基失效且坚硬的场地，以及碎石类地基、不稳定坡地，这些场地均为工程危险区域。

第二，保证抗震系统完整。

在设计方案规划中，桥梁结构的上部区域（桥面、主梁、支座等），要尽可能保证连续性和完整新，确保质量与刚度都均匀分布，如此受到地震波的影响，桥梁的构件就不易被震散、震落[1]。

第三，加强构件强度与延性。

因地震导致的桥梁结构破坏，一般是地震波传入到桥梁构件中所引起。

所以，在实际设计中，应该保证构件的质量与刚度不发生变化，然后增加构件的强度与延性。

大门大桥抗风分析报告

目录概述1．采用的规范及参考依据2．设计基本风速、设计基准风速、主梁颤振检验风速的确定2．1 设计基本风速2．2 主梁颤振检验风速3．结构动力特性分析3．1 计算图式3．2 边界条件3．3 动力特性分析4．主梁抗风稳定性分析4．1 桥梁颤振稳定性指数4．2 主梁颤振临界风速的估算4．3 结论概述：大门大桥推荐方案采用双塔双索面混凝土斜拉桥，跨度布置为135+316+ 135=586m，主跨主梁为形断面，主塔为倒Y形索塔。

在进行初步设计的过程中需要对主桥推荐方案的抗风、抗震性能进行分析。

本报告对推荐方案的抗风稳定性进行分析。

分析的必要性大桥在施工和运营期间，需满足12级以上台风、风速分别为33.3m/s和35.9m/s下的稳定性要求。

由于缺乏桥区处风速观测资料，报告中设计风速采用的是《公路桥梁抗风设计规范》附表A中温州市的10m高设计基准风速。

由于桥址处无论是10m平均最大风速，还是瞬时最大风速均较大，而主桥推荐方案有“塔高、跨大”的特点，因此，主桥方案斜拉桥结构的抗风稳定性检算是必需的。

结论利用ANSYS软件对推荐方案的相关环节进行相应分析，得出如下结论：结构的抗风稳定性等级为Ⅰ级，成桥状态和施工状态的主梁的颤振临界风速大于主梁的颤振检验风速，满足抗风稳定性要求。

1．采用规范及参考依据1.1 中华人民共和国交通部部标准《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）1.2 中华人民共和国推荐性行业标准《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/TD60-01-2004）1.3 中华人民共和国交通部部标准《公路斜拉桥设计规范》（试行）（JTJ027-96）2．设计基本风速、设计基准风速和主梁颤振检验风速的确定根据《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/T D60-01-2004），查得温州地区距地=33.8m/s。

据《温州市大门大桥工面以上10米，频率为1/100平均最大风速V10程可行性研究报告》中4.3.7条桥梁抗风、抗震规定标准，大桥在施工和运营期间，需满足12级以上台风、风速分别为33.3m/s和35.9m/s下的稳定性要求。