Page 199 - 《振动工程学报》2025年第8期

第 38 卷第 8 期 振 动 工 程 学 报 Vol. 38 No. 8
2025 年 8 月 Journal of Vibration Engineering Aug. 2025

广东沿海地区桥址风场特性实测研究

郝键铭 1，2 ， 赵朔浛 ， 辛凌风 ， 赵 雪 ， 王 峰 1，2 ， 李加武 1，2
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（1. 长安大学公路学院， 陕西 西安 710064； 2. 长安大学风洞实验室， 陕西 西安 710064）

摘要: 结合广东沿海地区某大跨度悬索桥桥面处三维超声风速仪的长期观测数据，统计分析了桥址区的风场平均风特性，以风
速超过 8 m/s 为强风标准，基于强风样本分析了桥址区的脉动风特性。结果表明，广东沿海地区主要受到春夏季东南季风和秋
冬季西北强风的影响；顺风向紊流强度明显大于横风向、竖向紊流强度，各分量比值大致为 I u ∶ I v ∶ I w =1∶0.86∶0.60；阵风因子与
紊流强度具有显著的正相关性，CAO 和 CHOI 经验公式能较好地反映两者关系，且前者推荐的经验公式更加适用于沿海地区；
紊流积分尺度与紊流强度具有一定的负相关性，随着紊流强度的增大，紊流积分尺度呈现先迅速减小后趋于稳定的趋势，根据
实测数据给出了紊流积分尺度与紊流强度的经验公式，两者相关性显著；实测数据的顺风向功率谱密度与 Kaimal 谱吻合较好，
横风向功率谱密度与 Von Karman 谱吻合性较好，竖向功率谱密度在高频段与 Panofsky 谱吻合性较好。

关键词: 大跨度桥梁； 风场实测； 风特性； 强风样本； 相关性； 沿海地区
中图分类号: U44.2 文献标志码: A DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.202308019

Study on wind characteristics of bridge sites in coastal areas
of Guangdong Province based on measured data

1，2
1，2
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HAO Jianming ， ZHAO Shuohan ， XIN Lingfeng ， ZHAO Xue ， WANG Feng ， LI Jiawu 1，2
（1.School of Highway， Chang’an University， Xi’an 710064， China；
2.Wind Tunnel Laboratory， Chang’an University， Xi’an 710064， China）
Abstract: Combined with the long-term observation data of three-dimensional ultrasonic anemometer at the deck of a long-span sus‑
pension bridge in the coastal area of Guangdong Province， the average wind characteristics of the wind field at the bridge site are
statistically analyzed. Taking the wind speed exceeding 8 m/s as the standard of strong wind， the fluctuating wind characteristics of
the bridge site are analyzed based on strong wind samples. The results show that the coastal areas of Guangdong are mainly affected
by the southeast monsoon in spring and summer and the northwest strong wind in autumn and winter. The downwind turbulence in‑
tensity is obviously greater than the transverse wind and vertical turbulence intensity， and the ratio of each component is roughly I u ∶
I v ∶I w =1∶0.86∶0.60. There is a significant positive correlation between gust factor and turbulence intensity， and the empirical for‑
mula recommended by Cao and Choi can better reflect the relationship between the two， and the empirical formula recommended
by Cao is more suitable for coastal areas. Turbulence integral scale has a negative correlation with turbulence intensity. With the in‑
crease of turbulence intensity， turbulence integral scale first decreases rapidly and then tends to be stable. Based on the measured
data， the empirical formula of turbulence integral scale and turbulence intensity is given， and the correlation between the two is sig‑
nificant. In the measured data， the downwind power spectral density is in good agreement with Kaimal spectrum， the transverse
wind power spectral density is in good agreement with Von Karman spectrum， and the vertical power spectral density is in good
agreement with Panofsky spectrum at high frequency band.

Keywords: long-span bridge； wind field measurement； wind characteristics； sample of strong wind； relevance； coastal area

现代桥梁设计正不断朝着大跨、轻柔的方向发 风作用下的气动性能，需要准确的桥址处的风场特
展 ，桥 梁 结 构 对 风 的 敏 感 性 也 在 不 断 增 加 ，自 从 性，为桥梁抗风设计和检验提供可靠的依据。风特
1940 年 Tacoma 大桥风毁之后，桥梁工程界开始逐 性参数包括风速、风向、紊流强度、阵风因子、紊流积
渐重视风对桥梁结构的影响。为了研究桥梁结构在 分尺度和功率谱密度函数等，要想准确获得这些参

收稿日期: 2023-08-09； 修订日期: 2023-10-30
基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51978077）；陕西省自然科学基金资助项目（2023-JC-QN-0597）