风荷载及抗风对策

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1、ISBM一5608一2212一6/TU"377第十四届全国桥梁学术会议论文集2000.11.5一7南京《公路桥梁抗风设计规范》概要及大跨桥梁的抗风对策项海帆陈艾荣(同济大学)【摘要】陇着我国桥梁工程的不断发展，迫切禽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硒，其中包括墓本风速图和风压图、风菏载的表达方式、桥梁动力稳定性检脸和风洞试验要求等.此外.还讨论了大跨桥梁成桥和施工阶段的各种抗风对策。关健调抗风设计规范一、概述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

2、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跨桥梁的抗风设计中。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间题进行了专题研究，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

3、1所示。裹I《公路桥梁抗风设计规范》专厄的内容以及报批摘的目.专题内容规范目录I全国基本风邃图和基本风压图的绘制;第一章总用z.斜拉桥和惫索桥的基颇的近似公式;第二章基本术语与基本符号3.桥梁的等效静阵风荷级研究;第三章风速计算a.斜拉桥和悬索桥的阻尼比研究;第四章风荷毅计算5风参数的合理取值研究;第五章桥梁的动力特性6.典型桥梁断面的气动参勿侧定第六章扰风急定性验贝第七章风致限幅振动第八章风洞试毅要求第九章风致振动控制附录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

4、的开阔平坦地貌条件下，地面以上lOm高度处，l00年重现期的lOmin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tom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。本次研究，对其部分计算结果参照周围台站的情况予以适当的修正。与此同时，参照国内其他的规范确定基本风压的下限值100年一遇为。.35kN/m2,50年一遇为0.30

5、kN1,2,10年一遇为。.20kN/m2，相应的基本风速下限分别为，24m/s,22m/s和18m/s。全国基本风压图和风速图有如下特点:1.东南沿海为我国大陆上的最大风压区。风压等值线大致与海岸平行，风压从沿海向内陆递减很快，到达离海岸50km处的风速约为海边风速的75%，到100km处则仅为50%左右，这和造成这一地区大风的主要天气系统—台风有关。在这一区域内，大致有三个特大风压带，即湛江以南至海南沿海地区、广东沿海地区以及浙江到福建省中部沿海地带，百年一遇风压在0.90kN/m2(38./s)以上。由于台湾岛对台风屏障作用，福建南部的风压有所减弱。2.西北至华AL北部和东北中部为我国大

6、陆上风压的次大区。这一地区的大风主要与西伯利亚寒流引起强冷空气活动有关，等风压线梯度由北向南递减。3青藏高原为风压较大区。这一地区大风主要是因海拔高度较高所造成的。但该区空气密度较小，因此，虽然风速很大，但所形成的风压相对较小。从风压图和风速图的对比中可以反映出这一特点。4.云贵高原、长江中游以及南丘陵山区风压较小，特别是在四川中部、贵州、湘西和鄂西为我国风压最小的区域。大部分地区风压在b.4kN/m2(25m/s)以下。5.台湾、海南岛和南海诸岛的风压各自独立成区，台湾是我国风压最大的地区。据分析，其东部沿海风压可达1.75kN/m2(52./s)以上;海南岛的西、北、东部沿海风压约为0.9

7、kN/m2(40m/s)。西沙群岛受南海台风的影响，百年一遇风压达1.80kN/m2(54./s),南海其余诸岛的风压略小于西沙。新版风压分布图在总体上没有改变原全国风压分布的总格局，有降低的，也有提高的，但应该说更趋合理.且此次计算台站数大大超过以往任何一次的分析，资料年限一般均达到30-35年，代表了当前气候背景值。对重要的大跨径桥梁，宜设立临时桥址风速观测站，观测时段不宜少于1年。由所获得的