摘 要
城市高架桥作为现代交通基础设施的重要组成部分，其抗风性能直接影响结构安全与行车舒适性。随着桥梁跨度增大及复杂地形环境的挑战加剧，传统设计方法已难以满足日益增长的工程需求。本研究以提升城市高架桥抗风性能为目标，结合理论分析、数值模拟和风洞试验，系统探讨了高架桥在不同风场条件下的动力响应特性及其控制策略。研究首先基于计算流体力学（CFD）技术建立了精细化风场模型，模拟了复杂地形条件下高架桥周围的气流分布特征；其次，通过多工况参数化分析揭示了桥面几何形状、护栏设计及周边建筑对风致振动的影响规律；最后，采用比例模型风洞试验验证了数值模拟结果的可靠性，并提出了适用于城市高架桥的抗风优化设计方案。研究表明，合理的截面形状优化与附加气动控制装置能够显著降低结构的风致响应，特别是在强风或湍流环境中表现出更优的稳定性。此外，本研究首次提出了一种综合考虑局部地形效应的抗风设计评估方法，为类似工程提供了科学依据和技术支持。研究成果不仅丰富了桥梁抗风理论体系，还为实际工程中的抗风设计提供了重要的参考价值，具有显著的学术意义和工程应用前景。
关键词
城市高架桥；抗风性能；数值模拟；风洞试验；地形效应
目 录
1 引言 1
2 高架桥抗风设计的理论基础 1
2.1 风荷载特性及其影响因素 1
2.2 抗风设计的基本原则与规范 2
2.3 结构动力学在抗风设计中的应用 3
2.4 高架桥气动稳定性分析方法 3
2.5 理论模型与实际工程的结合 4
3 高架桥抗风性能的数值模拟分析 4
3.1 数值模拟方法的选择与验证 4
3.2 风场模拟与边界条件设定 5
3.3 高架桥结构响应的计算分析 5
3.4 气动效应的敏感性分析 6
3.5 数值结果与实验数据对比 6
4 高架桥抗风性能优化设计与案例研究 7
4.1 抗风性能优化的设计目标 7
4.2 结构形式对抗风性能的影响 7
4.3 材料选择与施工工艺的优化策略 8
4.4 实际工程案例分析与经验总结 8
4.5 未来优化方向探讨 9
结论 10
参考文献 11
致 谢 12
城市高架桥作为现代交通基础设施的重要组成部分，其抗风性能直接影响结构安全与行车舒适性。随着桥梁跨度增大及复杂地形环境的挑战加剧，传统设计方法已难以满足日益增长的工程需求。本研究以提升城市高架桥抗风性能为目标，结合理论分析、数值模拟和风洞试验，系统探讨了高架桥在不同风场条件下的动力响应特性及其控制策略。研究首先基于计算流体力学（CFD）技术建立了精细化风场模型，模拟了复杂地形条件下高架桥周围的气流分布特征；其次，通过多工况参数化分析揭示了桥面几何形状、护栏设计及周边建筑对风致振动的影响规律；最后，采用比例模型风洞试验验证了数值模拟结果的可靠性，并提出了适用于城市高架桥的抗风优化设计方案。研究表明，合理的截面形状优化与附加气动控制装置能够显著降低结构的风致响应，特别是在强风或湍流环境中表现出更优的稳定性。此外，本研究首次提出了一种综合考虑局部地形效应的抗风设计评估方法，为类似工程提供了科学依据和技术支持。研究成果不仅丰富了桥梁抗风理论体系，还为实际工程中的抗风设计提供了重要的参考价值，具有显著的学术意义和工程应用前景。
关键词
城市高架桥；抗风性能；数值模拟；风洞试验；地形效应
目 录
1 引言 1
2 高架桥抗风设计的理论基础 1
2.1 风荷载特性及其影响因素 1
2.2 抗风设计的基本原则与规范 2
2.3 结构动力学在抗风设计中的应用 3
2.4 高架桥气动稳定性分析方法 3
2.5 理论模型与实际工程的结合 4
3 高架桥抗风性能的数值模拟分析 4
3.1 数值模拟方法的选择与验证 4
3.2 风场模拟与边界条件设定 5
3.3 高架桥结构响应的计算分析 5
3.4 气动效应的敏感性分析 6
3.5 数值结果与实验数据对比 6
4 高架桥抗风性能优化设计与案例研究 7
4.1 抗风性能优化的设计目标 7
4.2 结构形式对抗风性能的影响 7
4.3 材料选择与施工工艺的优化策略 8
4.4 实际工程案例分析与经验总结 8
4.5 未来优化方向探讨 9
结论 10
参考文献 11
致 谢 12
