台风外围影响下的大跨度拱桥桥址区近地风特性实测研究摘要：基于南广铁路肇庆西江特大桥风速风向监测子系统，对2015年6月台风“鲸鱼”气候条件下的平均风速、平均风向以及脉动参数（紊流强度、阵风因子、紊流积分尺度、脉动风速功率谱等）开展实测研究.结果表明：台风外围影响下1min平均风速波动幅度较大，呈现出跳跃性；实测紊流强度离散性较低，纵向紊流强度实测值0.253，紊流强度和阵风因子有随平均风速的增大而减小的趋势特征，且该趋势在低平均风速段更为明显；各方向上紊流积分尺度与规范相应推荐值差别较大，流场中主要以中小尺度涡旋为主，其离散度随平均风速的增加略有增大；规范推荐的Kaimal谱与实测水平向脉动功率谱函数并不能很好地符合，台风“鲸鱼”在低频段和高频段的谱值均偏高.实测表明台风外围风场具有一定相关性，采用Davenport假设会带来一定误差.关键词：台风“鲸鱼”；大跨度拱桥；场地实测；平均风特性；脉动风参数：U238文献标志码：A适应走向海洋、建设“海上丝绸之路”的国家战略，高速铁路桥梁逐渐向更大规模和跨度的洲际跨海工程及连岛工程迈进.跨径的不断增大，使跨海桥梁的结构刚度与阻尼不断降低，对复杂气候环境及强台风等极端天气的敏感性亦随之增强[1-2].为真实把握台风致灾机理，为台风影响区域内桥梁的设计与运营提供科学依据，需要对台风特性（包括风场分布特征及其演变过程等）开展研究.现阶段最直接且有效的研究手段是开展台风风场特性的场地实测与分析.自上世纪60年代开始，卫星遥感技术在气象领域的应用使得台风监测和预报成为可能.70年代以来，国内外学者陆续开展了一些有价值的研究工作，如MiyataT等[3]利用日本明石海峡大桥上安装的风速仪，对9807及9918号台风数据进行了采集；BrownjohnJMW等[4]对英国亨伯桥一年间的场地实测风场数据进行了处理；ChoiECC等[5]对新加坡境内台风天雷暴发生期间的阵风因子进行了分析；MastersFJ等[6]利用9组可移动式观测塔，对墨西哥湾的3个飓风风场进行了采集，获取了平均风特性及脉动特性等重要风场信息；曹曙阳等[7]对台风Maemi进行了场地实测并对其进行了较全面的研究；李秋胜等[8]对强台风“黑格比”登陆全过程进行了监测和近地风场特性分析；王旭等[9]利用40m测风塔对台风“梅花”登陆过程中的风速风向等信息进行了全程记录，并对其脉动风特性展开探讨；庞加斌等[10]对台风“派比安”进行了三维强风样本采集，对沿海地区的强风特性和风谱模型进行了探索；王浩等[11]对台风“韦帕”进行了现场实测研究，总结了桥址区的台风特性及其规律；刘志文等[12]?对黄河复杂地形处的桥址区风场开展了现场实测，并系统研究了大风状况下的脉动风紊流度、风剖面及风谱等；黄国庆[13]等基于普立特大桥桥位处的山区强风进行了数据采集，并对实测脉动风的非平稳与非高斯特性进行了探讨.对公路桥梁桥址区，对高速铁路桥位处台风近地特性的场地实测仍然非常匮乏.高速铁路车桥耦合系统对于强风作用极为敏感，为保障其在复杂气候环境不同时空分布特征条件下的安全运营，对桥址区强/台风特性开展实测研究具有重大而紧迫的工程意义.1研究背景新建南广铁路肇庆西江特大桥位于广东省肇庆境内，已于2014年12月26日正式通车运营.该桥孔跨布置为（25+50+386+50+49）m，拱脚中心距450m，矢跨比1/4，拱肋内倾角4.8°，桥面距拱顶73.53m，钢混结合梁体系，是国内首座中承式铁路钢箱提篮拱桥，同---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---时也是目前世界高速铁路最大跨度的中承式钢箱提篮拱桥（图1）.大桥跨越西江，两侧均为高山，属于典型山区地形，受南海海洋气候影响，是台风活动侵袭经过的地区之一.年平均3.1次台风影响，最高风力可达12级以上.2台风实测概况作为后期管养的重要辅助手段，大桥在建设时安装了一套桥梁结构健康监测系统，其中包括风速风向监测子系统.该系统采用4台英国Gill公司的Windsonic型二维超声风速仪，分别布置于桥面上游边跨两侧、跨中及拱顶，南宁（1#）和广州侧（3#）风速仪分别距跨中（2#）270m和291m，拱顶风速仪（4#）距桥面73.53m.为避免风速仪的安装干扰...