Page 228 - 《振动工程学报》2026年第3期

第 39 卷第 3 期 振 动 工 程 学 报 Vol. 39 No. 3
2026 年 3 月 Journal of Vibration Engineering Mar. 2026

大跨度斜拉桥换索施工期临时围挡

对主梁抗风性能影响研究

王旭龙 1，2 ， 王超群 1，2 ， 何东升 ， 代明净 ， 华旭刚 1，2 ， 陈政清 1，2
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（1. 湖南大学桥梁工程安全与韧性全国重点实验室，湖南 长沙 410082；
2. 湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室，湖南 长沙 410082； 3. 中铁大桥勘测设计院集团有限公司，
湖北 武汉 430101； 4. 宜昌市城市桥梁建设投资有限公司，湖北 宜昌 443004）

摘要: 大跨度斜拉桥在换索施工期间往往需要增设临时围挡以保障施工安全，使得主梁的气动外形发生变化，可能引发大幅风
致振动，如虎门大桥涡振。本文以换索施工期的夷陵长江大桥为工程背景，通过开展现场实测和主梁节段模型风洞试验，研究
了斜拉桥换索施工期间主梁的抗风性能。通过环境激励方法识别了主梁的模态频率和阻尼比；基于 1∶40 比例节段模型风洞
试验，分别测试了主梁原始断面和换索施工期加设围挡断面的涡振、驰振及颤振性能响应。结果表明，主梁在环境激励微小振
幅下阻尼比（小于 0.5%）远低于规范推荐值 2%；在 0.5% 阻尼比条件下，换索施工期增设围挡使得主梁最大竖向和扭转涡振振
幅比原始断面分别增大 0.14 倍和 1.4 倍；换索施工期增设围挡后，主梁仍具有较好的气弹稳定性，驰振和颤振临界风速均远高
于规范限值。
关键词: 斜拉桥； 风洞试验； 涡振； 更换斜拉索； 施工围挡
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中图分类号: U448.27； U441 .3 文献标志码: A DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.202406051

Study on the influence of temporary safety barriers on wind resistance
of main girder during the construction period of replacing the cables
of the long-span cable-stayed bridge

3
4
1，2
1，2
WANG Xulong ， WANG Chaoqun ， HE Dongsheng ， DAI Mingjing ，
1，2
HUA Xugang ， CHEN Zhengqing 1，2
（1.State Key Laboratory of Bridge Engineering Safety and Resilience， Hunan University， Changsha 410082， China；
2.Key Laboratory for Wind and Bridge Engineering of Hunan Province， Hunan University， Changsha 410082， China；
3.China Zhongtie Major Bridge Reconnaissance & Design Institute Co.， Ltd.， Wuhan 430101， China；
4.Yichang Urban Bridge Construction Investment Co.， Ltd.， Yichang 443004， China）

Abstract: During the construction period of replacing the cables of a long-span cable-stayed bridge， temporary safety barriers are
usually employed to ensure the construction safety， which would change the aerodynamic shape of the main girder and cause large-
amplitude wind-induced vibration， such as the vortex-induced vibration （VIV） of Humen Bridge. In this paper， the Yiling Yangtze
River Bridge during the construction period of replacing cables is taken as the engineering background， and the aerodynamic perfor⁃
mance of the main girder is studied through wind tunnel tests and field measurements. The natural frequency and structural damp⁃
ing of the main girder are identified through ambient excitation. Based on the wind tunnel tests of the section model with a scale ra⁃
tio of 1∶40， the VIV， galloping， and flutter performance of both the original main girder and the main girder during the construc⁃
tion period are tested， respectively. Results indicate that the damping ratio of the main girder at small vibration amplitude under am ⁃
bient excitation is very small （less than 0.5%）， which is much lower than the recommended value of the Chinese wind-resistant de⁃
sign specification for highway bridges （i.e.， 2%）. Under the damping ratio of 0.5%， the maximum vertical and torsional VIV am⁃
plitudes of the main girder increase by 0.14 and 1.4 times， respectively， when the temporary safety barriers are installed on the

收稿日期: 2024-06-24； 修订日期: 2024-09-11
基金项目: 国家重点研发计划“重大自然灾害防控与公共安全”重点专项（2022YFC3005300）；国家自然科学基金杰出青年
基 金 资 助 项 目（52025082）；国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目（52408526）；国 家 资 助 博 士 后 研 究 人 员 计 划 项 目
（GZC20240456）；湖南省自然科学基金资助项目（2024J6152）