设计风速的计算①U年年·详解.PDF

维普资讯 第20卷 第2期 气 象 科 学 vo1．20，No．2 2000年6月 SCIENTIA METEOROLOGICA SINICA Ju仉 ．2000 — — 一b2 南京长江第二大桥桥位风速观测及 设计风速的计算① U年年 · ／ 居为民 (江苏省气象科学研究所 ，南京 210008) 擒 要 本文给出适用于大桥设计风速计算的方法，并利用南京长江第二大 桥桥位风速观测资料’南京小教场 蚰 年的实测风资料及两处的同步风速观测资 交通运输环境，南京市政府决定在长江南京段的八卦洲汊道新建南京长江第二大桥。大桥南汊 主航道桥为中孔跨度628米，通航净高24米的钢箱梁斜拉桥 。斜拉桥为柔性结构，对风速极为 敏感，空气动力荷载为柔性桥梁结构的主要外荷载。南京属北亚热带湿润季风气候，全年均可 能出现大风天气，桥位处地势开阔，风力大，风期长，风况恶劣，大跨度斜拉桥的抗风稳定性对 大桥的设计、施工、运营至关重要 。为确保大桥设计、施工、运营安全，进行大桥气象专题研究是 必需的，科学合理的设计风速也为合理的设计材料投入决策，减少工程费用提供科学依据 。 根据南京长江第二大桥的设计要求及有关规范，二桥桥位风速观测点经南京二桥筹建办、 中交公路规划设计院及我所有关人员现场勘察，选在长江南汊北岸八卦州江边、桥位以西约 1 公里处，测点纬度为 32～1，经度为 11849，海拨高度为4．8米。一期风速观测时间为1996年 10月 1日至1997年9月 30日，二期风速观测时间为1997年1O月1日至 1998年 9月30日。 观测仪器为EL电接风向风速仪，风速感应器高度为海拨 19．8米。每天进行 24次正点观测， 内容有 2分钟平均风速、10分钟平均风速、瞬时极大风速、风向及出现时间，其中2分钟平均 风速及 1O分钟平均风速风 向从EL电接风向风速仪的自记记录纸上读取，瞬时风速风向由 EL 电接风 向风速仪的风速风 向指示器读取。在桥位观测的同时，南京小教场气象观测站进行 同步风速风向观测，南京小教场气象观测站每天 24次正点观测，观测仪器为EL电接风向风 速仪，风速感应器高度为海拨 23米。 ① 收稿日期 ：l0 O●一25{修改 日期jl999一o6—29． 维普资讯 2期 张忠义等：南京长江第二大桥桥位风速观测及设计风速的计算 201 2 观测资料的初步分析 经 1996年 10月至1998年 9月共24个月八卦州与小教场同步风速风向观测资料的初步 分析发现，桥位风速观测站的风速一般要大于小教场气象观测站的风速。特别是东(E)至西南 西(WSW)方位的风更加明显，见表 1、2、3。这是因为轿位风速观测站设在长江南汉北岸八卦 州江边，东(E)至西南西(WSW)方位的风沿长江的水面吹向八卦州，下垫面的摩擦系数较小 所造成。如果将风速大于6m／s的风进行比较的话(这样可以减少局地及小天气系统的影响)， 桥位风速为小教场的1～1．3倍。此外，桥位处E、ESE、SW、w蜘 风向出现的频率明显高于小 教场，桥位处静风的次数少于小教场。 计算南京长江二桥桥位风速观测站 日最大 10分钟平均风速(≥5m／s)与南京小教场气象 观测站同步的10分钟平均风速(~Sm／s)的相关关系，208个样本的相关系数为 0．522，存在 明显的正相关，两者的平均值之比为 1．16。 衰1 八卦州、小教蝎吝风向日量大(1