淺析現代橋梁的抗風理論及其應用

摘 要：隨著我國基礎設施建設等級的不斷提高，現代橋梁的建設質量受到了更高的關注，現代橋梁的抗風性能是決定橋梁質量的關鍵性因素，分析現代橋梁在抗風方面的理論，并制定相關措施的執行方案，對提升現代橋梁的質量至關重要。

關鍵詞：現代橋梁；抗風理論；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.092

0 前言

橋梁對抗風性能的要求較高，因此，保證橋梁的安全性和實用價值必須從提升橋梁的抗風理論入手，實施模型構建的方法對現代橋梁的抗風理論進行研究是一種科學的方法，能夠很大程度上提升現代橋梁的理論研究水平。

1 現代橋梁的風環境

1.1 強風均勻速度剖面

設計人員在進行橋梁的抗風理論研究過程中，必須對現代橋梁的設計方案具備全面的認識，尤其要關注現代橋梁距離地面較近的位置的風速情況，避免過高的風速影響現代橋梁的安全等級?，F代橋梁的抗風設計需要根據橋梁不同高度和結構進行等級劃分，強風結構的設計是現代橋梁抗風系統的重點，要首先明確橋梁不同抗風區域的具體高度，并且對橋梁的強風狀態進行控制，以便橋梁能夠根據風速的具體情況實施橋梁的結構測算[1]。可以使用大氣風廓線儀作為主要的測量用具，并且根據大風的具體等級進行強風狀態的控制，要保證使用大氣風廓線儀的過程中器械處于垂直狀態，并且使用雷達裝置進行搭配使用，保證進行強風測算的過程具備較高的簡潔性特點，并且能夠對橋梁的抗風需求進行滿足。

1.2 風速和風向的極值統計

在進行現代橋梁的抗風設計中，需要根據橋梁周邊區域的風速和風向進行設計，因此，要對橋梁所在區域的具體風速和風向進行控制，要調取橋梁所在地區的歷史風速資料，對橋梁區域的最大風速進行明確，以便橋梁的抗風設計方案能夠有效保證橋梁承受最大風力。要根據橋梁的風速情況進行風速測算模型的建立，在進行抗風設計的過程中，使用風速模型對橋梁的抗風受力情況進行模擬，以便設計人員能夠精準的通過橋梁的抗風設計實現橋梁抗風性能的提高[2]。要根據對歷史資料的分析對橋梁最大風速情況進行測算，根據當地最大風速的等級，對模型的構建流程進行控制，要保證模型的使用過程中能夠受到來自不同方位的同等級風速的影響，以便模型的測算能夠同橋梁的實際建設需求保持一致，要使用均勻的測算方法對橋梁的模型進行設計，在進行規模較大的橋梁設計中，必須保證模型能夠適應橋梁的跨度需求，如果橋梁需要在空間內進行較大范圍的更改，則需要按照橋梁的變化尺度對橋梁的設計模型進行更改。

1.3 近地區域的風洞模擬

近地位置由于風力流速過大，造成對橋梁的抗風要求過高，因此，在進行現代橋梁設計的過程中，需要根據近地風洞的使用情況，對風洞進行可靠的模擬，以便風洞在運行過程中能夠保證具備足夠的可靠性。在進行模擬工作的過程中，需要保證模擬的構件具備足夠的可造作性，根據風洞位置的湍流邊界對風洞的抗風性能進行判斷，并采取與之相對應的風洞設計措施。

2 現代橋梁的抗風設計

2.1 對現代橋梁進行動力穩定性的驗算

目前，我國現代橋梁建設的總數已接近百萬，大型現代橋梁接近三千座，因此，對現代橋梁的穩定性進行驗算，是確保現代橋梁抗風等級的關鍵性舉措，要組建專門機構負責現代橋梁的穩定性檢驗，按照橋梁的具體跨度和國家對現代橋梁穩定性的統一要求，對橋梁的建設質量進行保證，在驗算的過程中，要對現代橋梁所處區域的外部環境進行穩定性驗算流程的確定，以便橋梁的動力穩定性能夠得到保證。

2.2 對現代橋梁的靜風等效風荷載進行計算

靜風等效荷載的計算方法是目前很多現代橋梁設計團隊重點關注的計算方法，首先，要根據風的具體特性對荷載的運行方法進行明確，并從現代橋梁的整體結構設計中掌握橋梁的具體設計方法，按照橋梁承重的具體需要，對橋梁的整體風荷載情況進行判斷，并結合橋梁的結構需要，對等效風與靜風的具體關聯進行明確，使不同形式的科研成果能夠同時使用于現代橋梁的設計當中?？梢愿鶕F代橋梁的陣風荷載情況對陣風的具體效益系數進行判定，以便等效風的荷載情況能夠通過模型的方式進行普及?？梢愿鶕F代橋梁的空間結構狀況，對橋梁的靜風等效具體狀況進行研究，并將大跨度橋梁的靜風替代方案進行多種替代方法的設計，可以按照相同時間段內的風速情況對等效風的具體替代方法進行明確，以便可以使用平均數計算的方式對現代橋梁的設計理念實施管理，可以根據不同類型的風對橋梁的影響情況，進行等效風的判斷，在多種等效風測算方案制定完成之后，要采用線性連接的方式對靜風的替換方案進行設計，使靜風等效荷載的方法能夠得到正確的使用。

3 結論

現代橋梁的設計是我國現代基礎設施建設的重要組成部分，提升現代橋梁的抗風等級，是提高現代橋梁安全性與使用質量的關鍵性舉措，對現代橋梁所處的風環境進行科學的研究，并制定現代橋梁具體的抗風設計方法，對提升現代橋梁的使用質量至關重要。

參考文獻：

[1]卞乘偉，王偉.淺析橋梁抗風理論兩次躍遷中的辯證法——從懸索橋風毀失敗到斜拉橋抗風的成功[J].科技資訊，2010，30（01）：83-84.

[2]項海帆，葛耀君.大跨度橋梁抗風技術挑戰與基礎研究[J].中國工程科學，2010，35（06）：77-78.

作者簡介：范棚（1992-），男，湖南隆回人，本科，學生，研究方向：土木工程路橋學專業。