T/CCES 25-2021 桥梁结构风洞试验标准（附条文说明）.pdf
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中国土木工程学会标准
Standard for wind tunnel test of bridge structures
2021-08-16 发布 2021-11-01 实施
中国土木工程学会 发布
中国土木工程学会文件学标〔2021〕11号
关于发布中国土木工程学会标准《桥梁结构风洞试验标准》的通知：现批准《桥梁结构风洞试验标准》为学会标准，编号为T/CCES 25-2021，自2021年11月1日起实施。
本标准是根据中国土木工程学会《关于〈装配式混凝土结构施工及验收规程）等5项土木工程学会标准立项编制的通知》（土标〔2019〕7号）的要求，由同济大学会同有关单位编制完成。
在本标准编制过程中，编制组广泛调查研究和总结了桥梁结构风洞试验经验，参考了国内外有关标准，并在广泛征求意见基础上，对具体内容进行了反复讨论、协调和修改，最后经审查定稿。
本标准的主要技术内容是∶总则，术语、符号与参考标准，基本规定，风洞试验设备，风场模拟，结构动力特性，相似准则，节段模型测力试验，节段模型测振试验，桥塔气动弹性模型试验，全桥气动弹性模型试验，斜拉索节段模型试验，风速和风效应限值。
1.0.1 为规范桥梁风洞试验方法，提高试验结果的可靠性和准确性，制定本标准。
1.0.2 本标准主要适用于悬索桥和斜拉桥，也可用于拱式桥和梁式桥以及其他组合结构桥梁风洞试验。
1.0.3 本标准适用于季候风和热带气旋引起的桥梁结构风效应的风洞试验。
1.0.4 桥梁结构风洞试验，除应满足本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2.1.1 大气边界层 atmospheric boundary layer
风场特性受地表粗糙度影响而随高度明显变化的近地大气层区域。
2.1.2 风剖面 wind profile
大气边界层中风场参数大小随高度变化的形态，主要包括平均风速剖面和紊流强度剖面。
2.1.3 紊流强度 turbulence intensity
一定时距内，脉动风速均方根和平均风速的比值，又称紊流度或湍流度。
2.1.4 紊流积分尺度 turbulence integral scale
引起风速脉动的旋涡沿某一指定方向平均尺寸的量度。
2.1.5 风攻角 angle of attack
风向和水平面的夹角。
2.1.6 风偏角 yaw angle
风向在水平面的投影与指定竖直面的夹角。
2.1.7 风洞 wind tunnel
采用动力装置产生可控制气流的管道状空气动力试验设备。
2.1.8 边界层风洞 boundary layer wind tunnel
可以模拟边界层风场特性（包括平均风和脉动风）的风洞。
2.1.9 均匀风场 uniform wind field
风场特性空间分布均匀的风场，紊流强度≤2%。
2.1.10 紊流风场 turbulent wind field
紊流强度≥2%的风场，可分为均匀紊流风场和边界层风场。
2.1.11 风洞试验 wind tunnel test
在风洞中测量空气流经结构的流动现象和结构气动力及气动效应的试验。
2.1.12 节段模型测力试验 force test of sectional model
在风洞中测量刚性节段模型受力的试验，一般指测量模型静力三分力的风洞试验。
2.1.13 节段模型测振试验 dynamic test of sectional model
在风洞中测量弹性悬挂刚性节段模型振动的试验，一般指测量模型非定常气动力和振动响应的风洞试验。
2.1.14 桥塔气动弹性模型试验 aeroelastic model test of bridge tower
在风洞中测量桥塔自立状态气动弹性模型振动响应（或风致效应）的试验。
2.1.15 全桥气动弹性模型试验 aeroelastic model test of full bridge
在风洞中测量全桥气动弹性模型振动响应（或风致效应）的试验。
2.1.16 斜拉索节段模型风雨振试验 wind-rain induced vibration test of stay cable section model
在模拟风雨环境的风洞中测量斜拉索节段模型振动响应的试验。
2.1.17 几何缩尺比 geometric scale 试验模型和结构原型几何尺寸的比值。
2.1.18 设计基准风速 design standard wind speed
桥梁结构或构件基准高度处100年重现期的10min平均年最大风速。
3.1.1 风洞试验应按照相似准则对桥梁结构整体或主要构件以及来流风场特性进行模拟，可测量空气流经结构的流动现象和桥梁结构整体或主要部件的风荷载及动力响应。
3.1.2 桥梁风洞试验过程宜包括∶试验目的确定、试验设备选择、试验风场模拟、动力特性分析、模型设计制作、模型风洞试验、测量数据处理和试验报告编写等。
3.1.3 根据试验目的不同，桥梁风洞试验宜包括∶节段模型测力试验、节段模型测振试验、桥塔气动弹性模型试验、全桥气动弹性模型试验和斜拉索节段模型试验等。
3.1.4 节段模型测力试验应采用测力天平测量刚性节段模型的定常气动力。
3.1.5 节段模型测振试验应采用力、位移或加速度等传感器测量弹簧悬挂的刚性节段模型的非定常气动力和振动响应。
3.1.6 桥塔气动弹性模型试验应采用力、位移或加速度等传感器测量桥塔自立状态气动弹性模型的气动力和振动响应。
3.1.7 全桥气动弹性模型试验应采用力、位移或加速度等传感器测量全桥气动弹性模型的气动力和振动响应。
1 总则 …………………………………………………1
2 术语、符号与参考标准……………………………… 2
2.1 术语………………………………………………………2
2.2 符号 ………………………………………………………… 3
2.3 参考标准 ………………………………………………6
3 基本规定 ……………………………………………………… 8
3.1 试验方法 ………………………………………………… 8
3.2 试验要求 ………………………………………………………………8
3.3 数据处理 …………………………………………………… 9
3.4 试验报告……………………………………………………9
4 风洞试验设备……………………………………………11
4.1 风洞设备…………………………………………………… 11
4.2 流场品质………………………………………………………11
4.3 测量仪器……………………………………………12
5 风场模拟……………………………………………………… 13
5.1 均匀风场和紊流风场模拟…………………………13
5.2 模拟风场校验 …………………………………………………15
6 结构动力特性………………………………………………… 17
6.1 一般规定…………………………………………17
6.2 典型主梁断面………………………………………………17
6.3 主梁计算模型 ………………………………………………… 18
6.4 其他构件计算模型 ………………………………………18
6.5 连接和约束……………………………………………………18
6.6 桥梁结构阻尼………………………………………19
7 相似准则……………………………………………………20
7.1 几何相似……………………………………………………20
7.2 流场相似………………………………………………………20
7.3 动力相似……………………………………………………20
7.4 相似准则要求 …………………………………………………23
8 节段模型测力试验………………………………………………24
8.1 测力节段模型设计 …………………………………………24
8.2 节段模型测力试验内容…………………………24
8.3 节段模型测力试验要求………………………………………25
9 节段模型测振试验………………………………………………26
9.1 测振节段模型设计 ……………………………………………………26
9.2 节段模型测振试验内容………………………………………27
9.3 节段模型测振试验要求………………………………………27
10 桥塔气动弹性模型试验 ………………………………………… 28
10.1 桥塔气动弹性模型设计…………………………………………… 28
10.2 桥塔气动弹性模型试验内容 …………………………………… 29
10.3 桥塔气动弹性模型试验要求 …………………………………… 29
11 全桥气动弹性模型试验 ………………………………………… 30
11.1 全桥气动弹性模型设计 ……………………………………… 30
11.2 全桥气动弹性模型试验内容 ………………………………………………… 31
11.3 全桥气动弹性模型试验要求 ……………………………………………… 32
12 斜拉索节段模型试验 …………………………………………… 33
12.1 斜拉索节段模型设计………………………………………………… 33
12.2 斜拉索节段模型试验内容 ………………………………………… 33
12.3 斜拉索节段模型试验要求 ………………………………… 33
13 风速和风效应限值 ……………………………………………… 35
13.1 风速限值 ……………………………………………………… 35
13.2 风效应限值 …………………………………………………… 36
本标准用词说明………………………………………………… 38
条文说明 ………………………………………………………… 39