風(fēng)荷載
橋梁是處于大氣邊界層內(nèi)的結(jié)構(gòu)物，由于受到地理位置、地形條件、地面粗糙程度、離地面（或水面）高度、外部溫度變化等諸多因素的影響，作用于橋梁結(jié)構(gòu)上的風(fēng)荷載是隨時間和空間不斷變化的。從工程抗風(fēng)設(shè)計的角度考慮，可以把自然風(fēng)分解為不隨時間變化的平均風(fēng)和隨時間變化的脈動風(fēng)的疊加，分別確定它們對橋梁結(jié)構(gòu)的作用。
對于橋梁結(jié)構(gòu)來說，風(fēng)荷載一般由三部分組成：一是平均風(fēng)的作用；二是脈動風(fēng)背景作用；三是由脈動風(fēng)誘發(fā)結(jié)構(gòu)抖振而產(chǎn)生的慣性力作用，它是脈動風(fēng)譜和結(jié)構(gòu)頻率相近部分發(fā)生的共振響應(yīng)。在本規(guī)范中將平均風(fēng)作用和脈動風(fēng)的背景作用兩部分合并，總的響應(yīng)和平均風(fēng)響應(yīng)之比稱為等效靜陣風(fēng)系數(shù)Gv，它是和地面粗糙程度、離地面（或水面）高度以及水平加載長度相關(guān)的系數(shù)。
為了便于理解新規(guī)范中有關(guān)風(fēng)荷載的條文，我們列出了國內(nèi)外規(guī)范中有關(guān)風(fēng)荷載的規(guī)定，供參考。
1.在我國1987年的設(shè)計規(guī)范中，定義橫向設(shè)計風(fēng)壓為：
該公式僅僅考慮了平均風(fēng)的靜力作用，沒有考慮脈動風(fēng)的背景響應(yīng)和結(jié)構(gòu)的振動慣性力的影響，是偏于不安全的。
2.日本《道路橋抗風(fēng)設(shè)計便覽》適用于跨徑小于200m的橋梁。其設(shè)計風(fēng)速和設(shè)計風(fēng)荷載定義為：
其中：ρ為空氣密度；E1為高度及地表粗糙度修正系數(shù)；CD為橋面阻力系數(shù)；An為橋梁順風(fēng)向投影面積；G=1、9，為陣風(fēng)響應(yīng)系數(shù)，是一個常數(shù)。
在上式中，引入了陣風(fēng)響應(yīng)系數(shù)，體現(xiàn)了風(fēng)的紊流成分的影響，但沒有考慮風(fēng)的空間相關(guān)，跨徑小平200的橋梁是可以適用的。
3.在日本《本州四國聯(lián)絡(luò)橋抗風(fēng)設(shè)計指南》中，大跨度橋梁的設(shè)計風(fēng)速和設(shè)計風(fēng)荷載分別表達(dá)為：
其中：ν1為高度修正系數(shù)；ν2為水平長度陣風(fēng)修正系數(shù)；ν4司為動力效應(yīng)風(fēng)載修正系數(shù)；其余參數(shù)意義同上。該式反映了因考慮風(fēng)的水平相關(guān)使風(fēng)荷載的脈動影響隨跨長增加的折減效應(yīng)。
4.英國BS5400規(guī)范也采用等效靜陣風(fēng)荷載的概念，設(shè)計風(fēng)速取為陣風(fēng)風(fēng)速，其風(fēng)速與設(shè)計風(fēng)荷載分別表達(dá)為：
其中：K1為重現(xiàn)期系數(shù)；S1為穿谷系數(shù)；S2為陣風(fēng)系數(shù)，該系數(shù)考慮了水平長度折減。
5.在本次編寫的抗風(fēng)規(guī)范中，對橫橋向風(fēng)作用下順風(fēng)向的風(fēng)荷載，將作用在橋墩（塔）、主纜、斜拉索上的風(fēng)荷載和作用在主梁上的風(fēng)荷載分開處理。除主梁外，作用在橋梁各構(gòu)件單位長度上的風(fēng)荷載可根據(jù)各構(gòu)件不同基準(zhǔn)高度L的等效靜陣風(fēng)荷載按下式計算：
作用在主梁上的橫橋向風(fēng)荷載，除考慮等效靜陣風(fēng)荷載外，還應(yīng)考慮由于抖振響應(yīng)引起的慣性荷載，橫向力可按下式計算：
式中：PH為橫向力（N／m）；CH為主梁體軸下橫向力系數(shù)；D為主梁的高度（m）。Pd為因抖振所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)慣性動力風(fēng)荷載；當(dāng)橋梁跨徑小于200m時，可忽略因抖振所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)慣性動力風(fēng)荷載；對于跨徑大于200m的橋梁，若判定其對風(fēng)的動力作用敏感，則應(yīng)通過風(fēng)洞試驗取得必要的參數(shù)，然后由抖振分析得到結(jié)構(gòu)慣性動力風(fēng)荷載。
跨徑小于200m的橋梁可以下考慮豎向和扭轉(zhuǎn)力矩的作用?？鐝酱笥?00m的橋梁，特別是懸臂施工中的大跨橋梁的豎向力和扭轉(zhuǎn)力矩宜根據(jù)風(fēng)洞試驗和詳細(xì)的抖振響應(yīng)分析得到。
橋梁是處于大氣邊界層內(nèi)的結(jié)構(gòu)物，由于受到地理位置、地形條件、地面粗糙程度、離地面（或水面）高度、外部溫度變化等諸多因素的影響，作用于橋梁結(jié)構(gòu)上的風(fēng)荷載是隨時間和空間不斷變化的。從工程抗風(fēng)設(shè)計的角度考慮，可以把自然風(fēng)分解為不隨時間變化的平均風(fēng)和隨時間變化的脈動風(fēng)的疊加，分別確定它們對橋梁結(jié)構(gòu)的作用。
對于橋梁結(jié)構(gòu)來說，風(fēng)荷載一般由三部分組成：一是平均風(fēng)的作用；二是脈動風(fēng)背景作用；三是由脈動風(fēng)誘發(fā)結(jié)構(gòu)抖振而產(chǎn)生的慣性力作用，它是脈動風(fēng)譜和結(jié)構(gòu)頻率相近部分發(fā)生的共振響應(yīng)。在本規(guī)范中將平均風(fēng)作用和脈動風(fēng)的背景作用兩部分合并，總的響應(yīng)和平均風(fēng)響應(yīng)之比稱為等效靜陣風(fēng)系數(shù)Gv，它是和地面粗糙程度、離地面（或水面）高度以及水平加載長度相關(guān)的系數(shù)。
為了便于理解新規(guī)范中有關(guān)風(fēng)荷載的條文，我們列出了國內(nèi)外規(guī)范中有關(guān)風(fēng)荷載的規(guī)定，供參考。
1.在我國1987年的設(shè)計規(guī)范中，定義橫向設(shè)計風(fēng)壓為：
該公式僅僅考慮了平均風(fēng)的靜力作用，沒有考慮脈動風(fēng)的背景響應(yīng)和結(jié)構(gòu)的振動慣性力的影響，是偏于不安全的。
2.日本《道路橋抗風(fēng)設(shè)計便覽》適用于跨徑小于200m的橋梁。其設(shè)計風(fēng)速和設(shè)計風(fēng)荷載定義為：
其中：ρ為空氣密度；E1為高度及地表粗糙度修正系數(shù)；CD為橋面阻力系數(shù)；An為橋梁順風(fēng)向投影面積；G=1、9，為陣風(fēng)響應(yīng)系數(shù)，是一個常數(shù)。
在上式中，引入了陣風(fēng)響應(yīng)系數(shù)，體現(xiàn)了風(fēng)的紊流成分的影響，但沒有考慮風(fēng)的空間相關(guān)，跨徑小平200的橋梁是可以適用的。
3.在日本《本州四國聯(lián)絡(luò)橋抗風(fēng)設(shè)計指南》中，大跨度橋梁的設(shè)計風(fēng)速和設(shè)計風(fēng)荷載分別表達(dá)為：
其中：ν1為高度修正系數(shù)；ν2為水平長度陣風(fēng)修正系數(shù)；ν4司為動力效應(yīng)風(fēng)載修正系數(shù)；其余參數(shù)意義同上。該式反映了因考慮風(fēng)的水平相關(guān)使風(fēng)荷載的脈動影響隨跨長增加的折減效應(yīng)。
4.英國BS5400規(guī)范也采用等效靜陣風(fēng)荷載的概念，設(shè)計風(fēng)速取為陣風(fēng)風(fēng)速，其風(fēng)速與設(shè)計風(fēng)荷載分別表達(dá)為：
其中：K1為重現(xiàn)期系數(shù)；S1為穿谷系數(shù)；S2為陣風(fēng)系數(shù)，該系數(shù)考慮了水平長度折減。
5.在本次編寫的抗風(fēng)規(guī)范中，對橫橋向風(fēng)作用下順風(fēng)向的風(fēng)荷載，將作用在橋墩（塔）、主纜、斜拉索上的風(fēng)荷載和作用在主梁上的風(fēng)荷載分開處理。除主梁外，作用在橋梁各構(gòu)件單位長度上的風(fēng)荷載可根據(jù)各構(gòu)件不同基準(zhǔn)高度L的等效靜陣風(fēng)荷載按下式計算：
作用在主梁上的橫橋向風(fēng)荷載，除考慮等效靜陣風(fēng)荷載外，還應(yīng)考慮由于抖振響應(yīng)引起的慣性荷載，橫向力可按下式計算：
式中：PH為橫向力（N／m）；CH為主梁體軸下橫向力系數(shù)；D為主梁的高度（m）。Pd為因抖振所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)慣性動力風(fēng)荷載；當(dāng)橋梁跨徑小于200m時，可忽略因抖振所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)慣性動力風(fēng)荷載；對于跨徑大于200m的橋梁，若判定其對風(fēng)的動力作用敏感，則應(yīng)通過風(fēng)洞試驗取得必要的參數(shù)，然后由抖振分析得到結(jié)構(gòu)慣性動力風(fēng)荷載。
跨徑小于200m的橋梁可以下考慮豎向和扭轉(zhuǎn)力矩的作用?？鐝酱笥?00m的橋梁，特別是懸臂施工中的大跨橋梁的豎向力和扭轉(zhuǎn)力矩宜根據(jù)風(fēng)洞試驗和詳細(xì)的抖振響應(yīng)分析得到。