桥梁设计与风的那些事儿

风对桥梁工程有哪些方面的影响吗？

从技术上看，风对桥梁的稳定性是有影响的，包括动力及静力的问题。任何结构设计都有荷载的考虑，就如同车辆有车辆的荷载一样，风也是桥梁的一种主要的荷载，它主要作用在桥梁的主梁上，当然有些大跨度桥，包括桥塔、缆索结构也都是承载风荷载的构件。风对桥梁的影响主要还是在大跨度桥梁上，比如悬索桥、斜拉桥等桥型，现在有一些拱桥、梁桥跨度也做得很大，也可以归类到大跨度桥的范畴。

桥梁的跨度一大，结构受风荷载的作用就比较突出。风的作用会引起振动，就是风致振动。风的作用还会使结构丧失稳定性，因此设计上要使结构能够抵抗风荷载的作用。对于大跨度桥而言，风的动力作用更加突出，在设计大跨度桥梁时，抗风设计是很重要的一个环节。

抗风设计的风荷载，由于空气的流动和结构之间的相互作用，比起其他荷载更为复杂，不确定性更多。做抗风设计的时候，要根据风洞模型试验，考察桥梁的特性，取得一些必要参数，为设计工程师提供依据，因而风洞试验是很重要的方面。

随着桥梁跨度的增大，对风的作用越来越敏感。比如特大型桥梁——坝陵河大桥地处峡谷，两岸地势陡峭，地形变化急剧，河谷深达400~600m，很有必要进行风洞试验研究，以确保在施工和建成运营阶段的抗风稳定性、安全性和适用性。

桥梁试验

目前我国桥梁风工程的研究处于什么水平，未来的桥梁风工程研究方向是怎样的？

这些年，我们国家大跨度桥发展很快，从桥梁的设计、施工到管理已经达到国际先进水平。我国桥梁抗风研究与桥梁技术的发展是同步的，目前可以说，在桥梁抗风研究方面，我们也是处于国际先进水平的。目前我们的工程实践机会多，抗风研究相应有较大需求，同时国家也很重视，因而相关的人才队伍也逐渐锻炼培养出来了。近些年与桥梁风工程有关的国际会议上，中国代表特别多，扮演着主角。

从桥梁工程建设的需求来说，超大跨度桥梁、跨海桥梁，依然面临抗风方面的难题。同时，交通建设向山区发展，山区桥梁抗风也有很多需要解决的问题。可以说，未来桥梁抗风研究主要还是集中在超大跨度桥梁、跨海桥梁、山区桥梁上。

结构风工程与桥梁风工程有什么区别？

结构风工程是风工程的主要组成部分。桥梁、高层建筑、高压电塔等都是结构风工程研究的对象。桥梁是结构的一个类型，从结构风工程里分出桥梁风工程这个分支，是因为桥梁抗风面临一些特殊问题，譬如颤振、静力发散、桥上行车安全等。

忽视抗风设计及研究带来的教训还是比较多的，甚至有大桥直接受风作用而垮塌的例子。1940年11月7日，刚刚通车四个月的美国塔科马海峡大桥，由于风引起桥梁的振动，发生动力失稳，最终坍塌。在国内，因为风引起的桥梁垮塌事故还未见报道。但是风引起的事故不仅是垮塌，比如风振也会影响桥梁的使用。风引起的振动，可能是主梁的振动，也可能是斜拉索振动，吊杆振动，这些振动不一定会导致桥梁垮塌，但是会严重影响桥梁运行的安全及人的感受。风引起桥梁振动的情况在国内还是发生了若干起，这些主要是由于重视程度不够，或是认识水平不够。不论是业主、设计工程师，或是科研单位，都应重视桥梁抗风问题。

在桥梁设计施工管养的各个阶段如何考虑风的影响？

避免因为风出事故，主要还是在设计阶段。

桥梁设计工程师，应该具备一定的桥梁抗风知识，在设计时要充分考虑风对桥梁的影响。施工阶段，在桥梁架设过程中也比较容易发生抗风方面的问题。比如斜拉桥悬臂架设时，结构处于不太稳定的阶段，一定要重视风对结构的影响。一般情况，施工单位容易忽视风对桥梁施工的影响，这会给一些事故的发生留下隐患。施工时，各种状况变数多，桥梁构件气动外形稍微有改变，可能对桥梁的抗风性能产生很大影响。

在桥梁施工现场，可以看到桥上多增加一点东西，比如临时的构件、机具，就会对抗风有明显影响。这时候施工单位要特别谨慎，不要与桥梁原来做设计和试验时的状态有很大偏离。管养这块，有一些桥有减震措施，比如在桥上装阻尼器。养护单位要加强对这些装置的维护。

桥型不同，桥对风的感受也不一样？

如果要从抗风稳定性，颤振来说，风对悬索桥的影响肯定要严峻一些，斜拉桥要好一些。其他方面就不一定，比如风也有可能使连续梁桥产生其他形式的风振。前些年有钢箱连续梁桥因为风的影响而发生了涡激振动。风对桥梁的影响，跟桥梁（主梁）外形关联较大，比如悬索桥和斜拉桥采用得比较多的流线型钢箱梁，发生风致振动的危害就小一些。而如果外形钝一些，在气流的作用下就容易产生涡激振动。