2025IBTC精選報告 | 陳政清院士
閱讀：次 發布人：橋梁與隧道
2025年11月22日-23日，中國工程院工程科技學術研討會暨第十三屆國際橋梁與隧道技術大會（IBTC 2025）在天津成功召開。大會深入貫徹落實黨的二十屆四中全會精神，以“新質生產力賦能交通基礎設施智能建養與韌性安全”為主題開展高質量學術報告與研討，涌現出一批具有前瞻性和實踐價值的研究成果。
作為中國乃至國際范圍內反映重大工程建設與技術創新的重要交流平臺，為更好傳播科技前沿成果、推動行業創新進步，大會組委會特別推出《2025IBTC精選報告回顧》，分享專家精彩觀點。本期聚焦中國工程院院士、湖南大學土木工程學院教授、振動與沖擊技術研究中心主任陳政清的大會報告《橋梁風振與地震等的區別及聯系》↓↓↓
▲陳政清院士在大會現場分享報告
橋梁風振本質是風與結構的相互作用，具有四個鮮明特點：一是振動方向多樣，既包括順風向振動，也包括橫風向振動；二是對結構外形高度敏感，如塔科馬橋因采用抗風性能差的H型開口截面，導致渦振并最終在顫振中破壞；三是渦振與顫振主要引發結構的低頻低階模態振動（頻率通常低于1Hz），盡管渦振也可能激發高階模態；四是風振分析需區分平均風與紊流風的影響，平均風易引發渦振與顫振，而紊流風主要引起抖振。
風振防控需針對性施策：渦振需限制振幅并關注發生風速區間；顫振必須在設計階段確保顫振臨界風速高于橋址處顫振檢驗風速；抖振則需關注大跨度橋梁施工期間的抗風安全。目前，風振研究仍高度依賴風洞試驗，數值分析雖在進步，但因外形敏感性高，尚難以完全替代試驗。
二、風振與地震的區別
兩者雖同屬結構動力學范疇，但激振源本質不同，導致研究方法與防控重點差異顯著：
1. 激振源特性：地震由地殼運動引發，振動方程相對統一；風振則源于風與結構的復雜氣動相互作用，方程極為復雜。
2. 頻率與時長：地震危害主要集中在1Hz以上高頻段，持續時間短（通常不超過1分鐘）；風振則主要威脅1Hz以下低頻結構，作用時間可達數小時。
3. 工程影響：總結為“大橋怕風，小橋怕震”。大跨度橋梁對風振敏感，而中小橋梁更需關注地震作用。
三、風振與地震的聯系與協同防控
盡管激振機理不同，兩者在工程減災措施上存在交集。例如，大跨度橋梁常采用漂浮體系以減少地震力，同時需設置阻尼器以限制位移；這類阻尼器既需滿足抗風所需的常時工作與長壽命要求，也需具備抗震所需的大噸位與高耐久性。因此，在阻尼器選型上，橋梁工程傾向采用長壽命型，而建筑結構則可更多考慮金屬阻尼器等待命型產品。
陳院士強調，風振與地震作用時間差異顯著，實際工程中無需進行復雜耦合分析，應分別針對其特點進行設計與防控。
四、結論
報告指出，當前橋梁風振研究應繼續深化對風向、攻角等關鍵參數的認識，既有橋梁應以防風振治理為主，而非過度強調監測預報。同時，對于臺風等極端風況，大跨度橋梁更應關注平均風速是否超出設計標準，而非局部風態的短時劇烈變化。通過厘清風振與地震的區別與聯系，可為結構抗災設計提供更清晰的科學依據與工程路徑。
THE END
▲陳政清院士在大會現場分享報告
一、橋梁風振的特點與機理
文/大會組委會綜合整理
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