朝天门长江大桥抗风性能试验研究
关键字：朝天门长江大桥；拱桥；动力性能；风洞试验；气动弹性模型；颤振；抖振
摘要：中国朝天门长江大桥是一座半支撑、钢桁架、系杆拱桥，主跨552米，是世界上同类型桥梁中主跨最长的系杆拱桥。通过1:100的缩尺比进行了全桥气动弹性模型风洞试验，研究了在斜风作用下的抗风性能。在试验中考虑了运营阶段和四个关键的施工阶段。在不同斜风的光滑边界层风场和模拟边界层风场中进行了试验。对气动弹性模型进行了精心设计和制作，并在试验前对各阶段的动力学性能进行了研究。研究结果表明,朝天门长江大桥在各个阶段和不同的风向角下均有足够的空气动力稳定性,以及最不利的抖振发生在斜风为0°的位置。
1.引言
最初的塔科马海峡大桥在19 m/s的风速下剧烈振荡。它在1940年7月1日开放后于1940年11月7日倒塌。从那时开始，对风激振动的研究日益增多。许多著名学者对桥梁的空气动力稳定性进行了研究。在许多复杂的方法中，桥梁模型风洞试验仍然是评估大跨度桥梁抗风性能最重要和必不可少的方法。近年来，随着我国经济的快速发展，跨大江大湖、跨海湾、跨航道的现代化大跨度桥梁建设和在建工程越来越多。在这些桥梁中，朝天门长江大桥是一个半支撑、钢桁架和系杆拱桥，跨径组合（190m 552m 190m)。（图1和图2）。说它是一座非同寻常的桥梁，不仅因为它用于公路交通和轻轨交通，而且它也是世界上相同类型的桥梁中主跨最长的，有着552米的最长主跨。其桥面由上层六车道和下层六车道组成，下层包括双向轻轨和两条备用车道(图3)。
为了保证桥梁在风作用下的安全性，采用了缩尺比为1:100的全桥气动弹性模型试验，对重庆朝天门长江大桥在不同风向角的光滑边界层风场和模拟边界层风场下的抗风性能进行了研究。试验中考虑了运营阶段和四个施工阶段（图4）。本文主要介绍运营阶段、第三阶段和第四阶段的基本情况和主要测试结果，这三个阶段在施工过程中是较为不利的。
图1桥梁立面图(单位:m)。（注：North bank:北岸；South bank:南岸；
Highest navigable stage 194.43：最高通航水位 194.43；Flood level 184.32:洪水位 184.32；Low water level 157.8:低水位 157.8）
图2 桥梁平面图(单位:m)。（注：Temporary chords：临时弦；Upper chords of arch ribs：拱肋上弦；Lower chords of arch ribs：拱肋下弦；Upper deck：
上桥面；Cross grider of deck:桥面横梁；Pavement：人行道； Double light rails：双轻轨；Vehicle lanes：机动车道；Lower deck：下桥面；Longitudinal girder of light rails：轻轨纵梁）
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