焦夢瑩 張 浩

（安徽省交通規(guī)劃設計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088；公路交通節(jié)能環(huán)保技術交通運輸行業(yè)研發(fā)中心，安徽 合肥 230088）

1 橋梁結構的風致振動

通常將橋梁結構的風致振動劃分為限幅振動和發(fā)散性振動；限幅振動又包括抖振和渦激振。抖振指的是橋梁在風速的影響下被迫振動，一旦發(fā)生渦激振的話則會引起巨大的破壞。尤其大跨度的橋梁建設中的吊桿、斜拉索、懸索橋在施工階段均容易發(fā)生渦激振。通常由于不對稱的脫落旋渦形成橫向風的渦激力，嚴重影響橋梁的穩(wěn)定性。同時氣流中的彈性體自身會發(fā)生變形或者振動，并隨著氣流的變化而變化［1］。風振控制措施的實施需要結合橋梁的不同部位采取相應的方法，利用外部能源的瞬時力量加強控制，以期改變橋梁結構的動力特性，結合各項先進的控制要點對橋梁結構進行優(yōu)化處理，提升橋梁建設的穩(wěn)定性。

2 分析橋梁結構風振控制設計要點

2.1 做好前期的準備工作

在橋梁的結構設計上需要充分考量臨界風速帶來的風顫，需要嚴格控制抖振的幅度值，深如了解橋梁建設各階段的抗風性能，加強對設計方案的制定。由于不同區(qū)域風力大小存在差異性，相關風振控制設計人員需要深入實地進行考察，收集數(shù)據資料，保證最終的設計方案與預期效果保持一致性，詳細考察周邊的地形地貌，并形成記錄，進行后期的數(shù)據對比分析；根據數(shù)值參數(shù)相應的調整設計方案，盡可能提升橋梁風振控制設計的合理性和科學性。

2.2 動力特性

設計人員需要結合橋梁建設的動力特征，構建動力模型進行風振分析，并將實際收集的數(shù)據信息進行比較，提升模型建立的可行性和檢驗結果的精確性，確保最終將風振數(shù)值控制在最小范圍內，提升橋梁的抗風穩(wěn)定性，更好滿足橋梁的設計初衷，提升人們出行需求以及對橋梁的安全性要求。

設計人員需要采用多種風力環(huán)境設計方法，加強對風荷載力的試驗及橋梁的穩(wěn)定性試驗，在多種方案中篩選最佳的施工方案［2］。通過建立科學的動力模型獲取正常的設計取值，提升最終設計的可靠性。

2.3 臨界風速

臨界風速直接關系到橋梁風險系數(shù)，且臨界風速是橋梁發(fā)生顫振的主要原因，設計人員需要嚴格考量風速的大小帶來的風險，最大程度上減弱橋梁的振動。根據紊流風分析橋梁的抖動現(xiàn)象，并作出正確的預測，保障橋梁的穩(wěn)定性。

3 加強橋梁風振控制設計的有效措施

3.1 結構措施

具體實施結果措施時，要明確把握橋梁結構的動力性能，控制好橋梁的臨界風速和振動幅度，可以通過對懸索橋添加約束裝置的方式增加橋梁的穩(wěn)定性，帶來多振型耦合，增大現(xiàn)有橋梁結構抗風能力。通過提升橋梁剛度加固其牢固性能，不斷提升橋梁結構設計的質量，基于橋面容易發(fā)生顫振現(xiàn)象，加強扭轉截面剛度，能夠有效降低橋梁的斷面的震動現(xiàn)象。由于現(xiàn)有的阻尼有限，通過提高阻尼的初始結構，減少橋梁的振動。

3.2 氣動措施

要想有效降低氣流對橋梁界面的影響，要充分考慮氣動外形對氣流作用力的影響?？剂匡L荷載性質對橋梁震動的影響，在橋梁的預定功能不變的情況下，采用改良橋梁外形的方法減小橋梁振動。部分學者研究說明使用空氣動力學難以全面的進行橋梁結構的風振分析，需要通過更多的風洞實驗進行氣流作用力研究，通過增強橋梁的不同截面進行振動參數(shù)的測試，將界面中的穩(wěn)定性截面進行對比；截面形狀的裙板和風嘴設計至關重要，確保氣流通過該部位時，減少渦脫現(xiàn)象。為最大限度提升橋梁的穩(wěn)定性，要嚴格控制橋梁端面的懸臂型，保證懸臂長度和橋梁長度保持一致。為降低風速的頻率，可以在橋面位置開槽透風，從而保證氣動的穩(wěn)定性。通過增加一定數(shù)量的抑流板、導流板，控制氣流動態(tài)，最大化減弱橋梁的振動現(xiàn)象。

3.3 機械措施

機械措施包括主動控制措施、半主動控制、混合控制。主動措施較比氣動措施效果更加明顯，能夠有效減弱橋梁的振動頻率，利用外部能源進行外荷載力控制，降低橋梁結構振動頻率，實時進行結構動力反應，在氣動模型構建的基礎上，提升風振控制能力，并將主動控制反饋在反饋機制中，減少其他因素的干擾。半主動控制是指通過結構反應控制進行原理實施，通過調節(jié)結構剛度，降低結構反應能力。半主動控制器是將機械式主動調節(jié)器與橋梁剛度相輔相成，通過減少阻尼參數(shù)，主動的利用結構振動變形和速度加以控制。

混合控制是將主動控制與被動控制相融合，規(guī)避控制中的缺陷，充分發(fā)揮混合模式的優(yōu)勢，利用制動控制優(yōu)勢進行風振控制，利用半主動控制方式降低橋梁振動中消耗的能量。基于風振工作性質的差異性，在具體進行設計時，要明確考慮具體風振控制措施的實際運用情況，基于橋梁結構設計的美感角度考慮，必須通過大量的風洞試驗選擇風控措施。

4 結語

綜上所述，基于橋梁結構工程建設中，風振控制直接關系到橋梁設計的安全性，通過對風振控制設計，探究出結構措施、氣動措施、機械措施能夠有效改善橋梁的風振現(xiàn)象，提升橋梁施工建設的安全性，為相關橋梁設計者提供一定的參考，推動我國橋梁建設工程良性發(fā)展。