剖析日本桥梁抗风设计基准之我见

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1、剖析日本桥梁抗风设计基准之我见摘要：本文通过日本桥梁抗风设计基准的制定过程和编集背景，分析了构成桥梁抗风设计基准体系的各抗风设计基准，指出日本的抗风设计基准具有可操作性强、体系完善等特点，以期对我国桥梁抗风规范的制定和发展提供一些借鉴和参考。关键词：桥梁抗风基准一、前言随着交通事业突飞猛进的发展，自80年代末以来的短短的十多年间，我国建成了20余座以斜拉桥、悬索桥为主要桥型的主跨400m以上的大跨度桥梁。斜拉桥、悬索桥对风作用反应敏感，风的作用尤其是动力作用往往成为这两种桥梁设计和施工的控制因素。我国目前的《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）虽有静风荷载方面

2、的条款，但不适用于大跨度的桥梁，桥梁的动力抗风设计和施工过程中的抗风验算更是空白，因此，中交公路规划设计院和同济大学项海帆院士为首的有关研究人员，在国内从事桥梁抗风研究的单位和专家的积极支持下，总结我国十几年来桥梁抗风理论研究和风洞试验的成果，并参考、吸收了其他国家桥梁抗风设计规范和标准中的一些成果，历时3年，于1996年4月编制完成我国第一部用于大跨度桥梁抗风设计的指导性文件《公路桥梁抗风设计指南》（以下简称《指南》）。《指南》公布4年多来，在指导大跨度桥梁的抗风设计中，发挥了巨大的作用，但由于风的作用和桥梁对风反应的极其复杂性，《指南》的深度和广度尚不能完全解决桥

3、梁所涉及的抗风设计和验算的问题，再加上应将近年来由于桥梁抗风研究的进一步深入和实际工程积累的日渐丰富的经验中所获得的新见解纳入，以便更方便、有效、规范地进行桥梁抗风设计。交通部于1997年立项编制中华人民共和国交通部行业标准《公路桥梁抗风设计规范》（以下简称《规范》）。《规范》的编写工作虽已近结束，但《规范》的颁布实施尚待一些时间，《规范》虽比《指南》大大前进了一步，但我国大跨度桥梁的建设高潮方兴未艾，在更恶劣的风环境条件下建设更大跨度的桥梁已在前期准备工作之中，而且《规范》也还不能完全解决桥梁抗风设计的所有问题，涵盖不了所有不同跨度、不同构造形式，不同地区、不同地形

4、条件下的桥梁抗风问题。我国的近邻日本经常遭受强台风的袭击，20世纪60年代以来，又修建了以本州四国连络桥为代表的许多跨海大跨度桥梁，桥梁抗风设计基准日臻完善。本文就日本的桥梁抗风设计基准（为便于查阅，在不影响意义的情况下，使用日文汉字名称）为例，说明桥梁抗风设计规范的变迁和体系，以期对我国桥梁抗风设计规范的编制和发展提供一些借鉴和参考。二、日本桥梁耐风设计基准的变迁和制定背景40年来，日本的桥梁抗风设计基准经历了种种变迁并逐渐形成了完善的体系。1959年，日本建设省和国有铁道开始有组织地进行有关本州四国连络桥（以下称本四连络桥）的研究工作。1961年研究工作委托日本土

5、木学会进行，在土木学会中设立了本四连络桥技术调查委员会，该委员会下设种种小委员会，以东京大学平并敦教授为首的耐风设计小委员会于1963年开始工作，当时虽已将反省美国旧Taa风毁跨桥中获得的见解应用到新Taa桥、日本的若户桥、英国的塞文桥的抗风设计中，但这些仅是个别桥梁的抗风设计，尚未形成体系。日本的本四连络桥群中有大量抗风性能非常重要的大跨度桥梁，必须有一个统一的标准，因此制定了"本州四国连络桥耐风设计指针·同解说（1964）"（以下称"指针64"），后经苦于修改后成为"本州四国连络桥耐风设计指针·同解说（1967）"，（以下称"指针67"）。1970年成立了本州四国

6、连络桥公团（以下称本四公团）负责调查研究的主要工作，但委托给土木学会的工作仍由土木学会继续完成，成立了建设省土木研究所大久保博士为首的耐风研究小委员会，其主要任务是①制定容纳、吸收"指针67"以后的新研究成果的抗风设计基准。②制定风洞试验基准。③进行为评价风洞试验精度的抗风实验桥的观测。该小委员会工作成果是制定了"本州四国连络桥耐风设计基准（1972）"，（以下称"基准72"），"本州四国连络桥耐风设计基准（1975）"，（以下称"基准75"），后经修改变为"本州四国连络桥耐风设计基准（1976）"（以下称"基准76"）和"本州四国连络桥风洞试验基准（1976）"（以

7、下称"试验基准76"），本四桥中的因岛大桥、大呜门桥、懒户大桥、大岛大桥都是按上述基准进行抗风设计和风洞试验的，本四桥以外的许多大跨度桥梁的抗风设计和风洞试验也参照了上述基准。大久保博士领导的耐风研究小委员会的工作于1975年结束。"基准76"虽说是在当时抗风研究的最新成果和见解的基础上编集制定的，但在实施的过程中又发现了一些新的现象和问题。由于没有充足的时间进行研究，只好在桥梁抗风设计中取稍微富裕的安全储备。1976年，为了处理在实施"基准76"和"试验基准76"出现的问题和进行抗风实验桥观测数据的处理分析工作，又在土木学会中设立了以中央大学同内功