隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展、互聯(lián)互通需求的劇增，人類跨越海灣海峽阻隔的現(xiàn)實(shí)需求逐步增多，橋梁工程不斷從內(nèi)陸向近海延伸。隨著東海大橋、杭州灣大橋、港珠澳大橋等跨海橋梁相繼建成以及平潭海峽大橋等跨海橋梁的建設(shè)，近海橋梁建造技術(shù)取得了舉世矚目的成就。未來(lái)隨著國(guó)家公路、鐵路網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的不斷發(fā)展，以及國(guó)家“海洋強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略、“交通強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略、“一帶一路”倡議等一系列重大戰(zhàn)略決策的持續(xù)推進(jìn)，我國(guó)正規(guī)劃瓊州海峽、渤海灣和中國(guó)臺(tái)灣海峽等跨海通道，“一帶一路”沿線國(guó)家也在規(guī)劃建設(shè)如巽達(dá)（印度尼西亞）、里海（俄羅斯至伊朗）等深水海洋橋梁。然而，與近海、內(nèi)陸大跨橋梁工程相比，未來(lái)海洋橋梁工程將面臨復(fù)雜嚴(yán)酷的風(fēng)場(chǎng)環(huán)境作用。我國(guó)是世界上少數(shù)幾個(gè)受風(fēng)災(zāi)嚴(yán)重影響的國(guó)家之一（見(jiàn)圖1），且從已有的研究成果和工程實(shí)踐來(lái)看，風(fēng)及其作用是未來(lái)海洋橋梁工程設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)的控制性因素。因此，保障海洋橋梁在施工、運(yùn)營(yíng)階段的抗風(fēng)安全已成為廣大科技工作者面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)和重大課題。
二、海洋橋梁工程抗風(fēng)研究現(xiàn)狀
（一）海洋橋梁場(chǎng)址風(fēng)場(chǎng)特性的研究現(xiàn)狀
我國(guó)現(xiàn)行的橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)方法和規(guī)范都是基于良態(tài)氣候風(fēng)場(chǎng)模式，其風(fēng)參數(shù)（陣風(fēng)因子、風(fēng)速與紊流度剖面、積分尺度、脈動(dòng)風(fēng)譜函數(shù)）主要是針對(duì)內(nèi)陸地區(qū)的季風(fēng)氣候特征。然而，近年來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)表明，我國(guó)東臨的西北太平洋地區(qū)是全球臺(tái)風(fēng)發(fā)生最多的地區(qū)（約占全球臺(tái)風(fēng)的36%，年均約35個(gè)，如圖2所示），其風(fēng)環(huán)境特性不同于良態(tài)氣候模式，具有風(fēng)剖面指數(shù)更大、陣風(fēng)參數(shù)遠(yuǎn)大于現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定值、地表粗糙度增大明顯、風(fēng)速非平穩(wěn)特性顯著等特點(diǎn)。另一方面，由于臺(tái)風(fēng)路徑的強(qiáng)隨機(jī)性和臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)的強(qiáng)不均勻性，使得對(duì)臺(tái)風(fēng)近地層風(fēng)況的準(zhǔn)確、精細(xì)實(shí)測(cè)十分困難，對(duì)各類地形地表的臺(tái)風(fēng)特性，尤其是對(duì)湍流風(fēng)特性的認(rèn)識(shí)還很初步。此外，現(xiàn)有的近海及海上氣象觀測(cè)平臺(tái)數(shù)量少、數(shù)據(jù)時(shí)距長(zhǎng)、精度差，尚缺乏海洋橋梁橋址范圍內(nèi)的局部氣象綜合觀測(cè)預(yù)報(bào)平臺(tái)，無(wú)法對(duì)未來(lái)深海橋梁的建造及運(yùn)營(yíng)提供有力支撐。
圖 2?全球各地區(qū)臺(tái)風(fēng)分布情況
國(guó)內(nèi)外學(xué)者在臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)模擬方面開(kāi)展了大量的研究，建立了許多臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)模型，以獲取較準(zhǔn)確的臺(tái)風(fēng)極值風(fēng)速，如Batts模型、Vickery模型、Yan Meng模型、CE（US Army Corps of Engineers）模型等。雖然上述臺(tái)風(fēng)隨機(jī)數(shù)值模擬模型比較成熟，能夠有效評(píng)估臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)的極值風(fēng)速，但是其對(duì)我國(guó)沿海地區(qū)臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)的適用性還有待研究檢驗(yàn)。上述臺(tái)風(fēng)模型采用簡(jiǎn)化的動(dòng)力方程求解臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)，未考慮復(fù)雜的大氣物理過(guò)程及下墊面的影響，模擬的近地層臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)及分布與實(shí)際情況相差較大。為獲得較準(zhǔn)確的近地風(fēng)場(chǎng)信息，國(guó)內(nèi)外學(xué)者基于天氣研究和預(yù)測(cè)高級(jí)研究（WRF-ARW）模式，采用三維數(shù)值模擬方法對(duì)臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行研究，獲得了較精確的臺(tái)風(fēng)平均風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)，然而其數(shù)據(jù)分辨率有限，且不能實(shí)現(xiàn)對(duì)脈動(dòng)風(fēng)場(chǎng)特性的有效模擬，仍無(wú)法完全滿足海洋大跨橋梁設(shè)計(jì)、施工需求。
（二）風(fēng)對(duì)大跨橋梁結(jié)構(gòu)作用的研究現(xiàn)狀
針對(duì)風(fēng)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的作用，現(xiàn)有的抗風(fēng)理論與方法主要是將其分為平均風(fēng)來(lái)流引起的靜風(fēng)力、脈動(dòng)風(fēng)來(lái)流引起的抖振力、斷面旋渦脫落引起的渦激力和結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)引起的自激力，并對(duì)它們分別建立理論計(jì)算模型、確定試驗(yàn)識(shí)別參數(shù)、分析結(jié)構(gòu)災(zāi)變行為。風(fēng)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的靜力效應(yīng)是人類最早認(rèn)識(shí)的問(wèn)題，其對(duì)結(jié)構(gòu)安全可能產(chǎn)生的問(wèn)題主要是靜風(fēng)失穩(wěn)問(wèn)題?，F(xiàn)有的迭代分析方法，可較準(zhǔn)確地獲得其在均勻流下靜風(fēng)失穩(wěn)臨界風(fēng)速，然而對(duì)于臺(tái)風(fēng)等強(qiáng)湍流來(lái)流下海洋橋梁工程的靜風(fēng)穩(wěn)定性還缺乏深入研究。風(fēng)的動(dòng)力作用激發(fā)橋梁結(jié)構(gòu)振動(dòng)，振動(dòng)結(jié)構(gòu)反過(guò)來(lái)改變了流場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的邊界條件，從而影響流場(chǎng)和氣動(dòng)力，形成了風(fēng)與結(jié)構(gòu)的相互作用機(jī)制。當(dāng)結(jié)構(gòu)振動(dòng)對(duì)空氣力的影響較小時(shí)，空氣的動(dòng)力作用可以視為一種強(qiáng)迫振動(dòng)荷載，主要導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)迫振動(dòng)——隨機(jī)抖振；而當(dāng)結(jié)構(gòu)振動(dòng)對(duì)空氣力的影響較大時(shí)，同振動(dòng)結(jié)構(gòu)形成一個(gè)具有相互作用反饋機(jī)制的動(dòng)力系統(tǒng)的空氣力，其主要表現(xiàn)為一種自激力，導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的自激振動(dòng)——顫振或馳振。近年來(lái)，隨著針對(duì)這些作用力的各種氣動(dòng)力模型，特別是鈍體橋梁斷面的氣動(dòng)力參數(shù)（包氣動(dòng)力系數(shù)、顫振導(dǎo)數(shù)和氣動(dòng)導(dǎo)納）風(fēng)洞試驗(yàn)識(shí)別理論和技術(shù)方法的建立和發(fā)展，有效保證了良態(tài)風(fēng)作用下大跨度橋梁的抗風(fēng)穩(wěn)定性、安全性和舒適性。然而，臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)特性與常見(jiàn)良態(tài)風(fēng)存在著很大差異，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的作用機(jī)理也不明晰；而且未來(lái)海洋橋梁跨度更大、結(jié)構(gòu)體系更加復(fù)雜、剛度更加輕柔、阻尼更小、三維和非線性效應(yīng)更加顯著，現(xiàn)有橋梁抗風(fēng)分析理論的精細(xì)化程度和適用范圍均不能滿足海洋橋梁的建造需求。還應(yīng)指出的是，目前的抗風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)渦振、顫振等橋梁風(fēng)致振動(dòng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)單一，不適用于評(píng)價(jià)超大跨度海洋橋梁的抗風(fēng)性能，亟待開(kāi)展大量的基礎(chǔ)研究工作。
（三）風(fēng)振控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀
為確保大跨橋梁抗風(fēng)安全性和舒適性，需對(duì)其風(fēng)致振動(dòng)進(jìn)行控制，主要措施包括結(jié)構(gòu)措施﹑氣動(dòng)措施和機(jī)械措施。在結(jié)構(gòu)控制措施方面，利用空間纜索系統(tǒng)和設(shè)置輔助索等方式提高橋梁的抗風(fēng)性能，但采用空間纜索體系存在施工困難、施工過(guò)程受力復(fù)雜等問(wèn)題，設(shè)置輔助索會(huì)破壞原有索面的景觀、也存在設(shè)計(jì)復(fù)雜、安裝困難等缺點(diǎn)；采用組合結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖 3）雖然從理論上能夠滿足未來(lái)超大跨橋梁的建設(shè)需求，但面臨著結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜、造價(jià)昂貴、施工工藝復(fù)雜等問(wèn)題，且缺乏相關(guān)建造經(jīng)驗(yàn)，施工過(guò)程中的關(guān)鍵抗風(fēng)問(wèn)題也不明確。
圖3 直布羅陀海峽橋設(shè)計(jì)方案
氣動(dòng)控制措施是目前采用最多的一種風(fēng)振控制措施，通過(guò)改變主梁、橋塔、拉索等結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)外形或者在結(jié)構(gòu)上附加穩(wěn)定板、導(dǎo)流板等氣動(dòng)設(shè)施來(lái)改變其氣動(dòng)布局，從而達(dá)到提高氣動(dòng)性能的目的。但是未來(lái)海上大跨度橋梁面臨的風(fēng)速范圍更廣，需能同時(shí)控制多種風(fēng)致振動(dòng)的措施，然而相關(guān)研究卻很少。現(xiàn)有的機(jī)械措施主要采用被動(dòng)、半主動(dòng)和主動(dòng)等三種方式實(shí)現(xiàn)對(duì)各種風(fēng)致振動(dòng)的控制，如調(diào)諧質(zhì)量阻尼器（TMD）技術(shù)已經(jīng)廣泛用于橋塔、主梁等風(fēng)振控制。同時(shí)黏性剪切阻尼器（VSD）及磁流變阻尼器（MR）技術(shù)控制拉索振動(dòng)。相關(guān)研究表明，主動(dòng)氣動(dòng)控制技術(shù)（見(jiàn)圖 4）在主梁的風(fēng)振控制方面更加合理高效，但目前多數(shù)處于研究階段，尚無(wú)相關(guān)應(yīng)用案例。
圖 4?Huynh主動(dòng)控制面附加氣動(dòng)力作用模型
未來(lái)的橋梁工程步入了建設(shè)跨海連島工程的新時(shí)期，施加風(fēng)振控制措施的可能性和必要性更強(qiáng)。亟需發(fā)展新的、更加高效的抗風(fēng)結(jié)構(gòu)體系和新型風(fēng)振控制技術(shù)。
（四）行車安全的研究現(xiàn)狀
與內(nèi)陸橋梁相比，海洋橋梁上的行車安全問(wèn)題更加突出。目前主要防風(fēng)措施為設(shè)置風(fēng)障（見(jiàn)圖5），在箱梁內(nèi)部設(shè)置車道；主要的防風(fēng)運(yùn)營(yíng)管理方法是結(jié)合橋位氣象觀測(cè)施行災(zāi)害天氣下的車輛限速、限行的交通管控措施。相關(guān)成果結(jié)合特定的橋梁形式初步揭示了風(fēng)對(duì)橋面通行車輛安全性和舒適性的影響規(guī)律，建立了風(fēng)致橋面行車安全與舒適性評(píng)價(jià)的基本方法，風(fēng)屏障工程和交通運(yùn)營(yíng)管控措施的應(yīng)用，在一定程度上提升了強(qiáng)風(fēng)區(qū)大型橋梁的風(fēng)天運(yùn)營(yíng)服務(wù)水平。然而，上述防風(fēng)技術(shù)及管理方法均是針對(duì)內(nèi)陸或近海橋梁的行車安全問(wèn)題，有關(guān)深海橋梁工程行車安全的防風(fēng)措施研究還較少。
三、海洋橋梁工程抗風(fēng)的重點(diǎn)難點(diǎn)問(wèn)題
大跨橋梁抗風(fēng)研究已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，現(xiàn)行抗風(fēng)計(jì)算理論和規(guī)范、控制措施能滿足良態(tài)風(fēng)場(chǎng)或內(nèi)陸近海橋梁的抗風(fēng)需求，但就未來(lái)大跨度海洋橋梁設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)等而言，其重點(diǎn)難點(diǎn)問(wèn)題主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面。
（一）海洋橋梁場(chǎng)址風(fēng)場(chǎng)特性
海洋橋梁面臨的風(fēng)場(chǎng)環(huán)境更加復(fù)雜，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面，相較于近海和內(nèi)陸橋梁，海洋橋梁遭遇臺(tái)風(fēng)將更加頻繁，但臺(tái)風(fēng)極值風(fēng)速、平均風(fēng)速剖面、近地湍流特性等關(guān)鍵風(fēng)參數(shù)明顯不同于一般良態(tài)氣候的強(qiáng)風(fēng)，且目前缺乏對(duì)描述臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)合理的數(shù)學(xué)模型；另一方面，海上橋梁常遇風(fēng)的風(fēng)速更高、風(fēng)向多變、非平穩(wěn)特性顯著、局部氣候特性明顯，而目前觀測(cè)平臺(tái)數(shù)量有限、數(shù)據(jù)精度差，相關(guān)研究還很少，距離實(shí)際工程應(yīng)用仍存在較大差距。海洋橋梁場(chǎng)址風(fēng)場(chǎng)研究涉及氣象學(xué)、流體力學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等多種學(xué)科，面臨的問(wèn)題復(fù)雜，臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)分布結(jié)構(gòu)、場(chǎng)址局部氣候特性等關(guān)鍵信息都不明晰，缺乏面向工程建造、運(yùn)營(yíng)的綜合氣象觀測(cè)預(yù)報(bào)平臺(tái)。因此，針對(duì)海洋橋梁場(chǎng)址風(fēng)場(chǎng)特性，還需進(jìn)行大量的研究工作。（二）特大跨度海洋橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)理論與適用規(guī)范由于海洋橋梁橋址風(fēng)場(chǎng)的產(chǎn)生機(jī)理、時(shí)空特性均與常見(jiàn)季風(fēng)等良態(tài)風(fēng)場(chǎng)存在著很大差異，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的作用機(jī)理也不清晰，因此，基于均勻流場(chǎng)和常規(guī)紊流場(chǎng)中試驗(yàn)建立的氣動(dòng)力模型和抗風(fēng)設(shè)計(jì)方法將無(wú)法說(shuō)明臺(tái)風(fēng)作用下特大跨度海洋橋梁的氣動(dòng)行為，亟待針對(duì)臺(tái)風(fēng)環(huán)境下主梁氣動(dòng)參數(shù)的影響因素進(jìn)行詳細(xì)研究，進(jìn)而確定合理的氣動(dòng)參數(shù)模型，提高其精度和適用范圍。建立海洋大跨橋梁抗風(fēng)性能的科學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題，尚需進(jìn)行大量的研究工作?，F(xiàn)行規(guī)范中的抗風(fēng)安全評(píng)估主要是針對(duì)良態(tài)風(fēng)場(chǎng)中的大跨度橋梁，標(biāo)準(zhǔn)單一，無(wú)法直接用于評(píng)價(jià)海洋大跨橋梁防風(fēng)性能。而大跨度海洋橋梁在交通網(wǎng)絡(luò)中所處的地位重要、所處風(fēng)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，因此，為確保大跨度海洋橋梁的安全性和舒適性，需綜合考量各種因素，確定科學(xué)、合理的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
（三）面向結(jié)構(gòu)安全和行車舒適性的橋梁風(fēng)振控制技術(shù)
隨著未來(lái)橋梁建設(shè)逐步向海上推進(jìn)，對(duì)橋梁的跨越能力要求更高。從結(jié)構(gòu)抗風(fēng)的角度來(lái)講，既有的橋梁結(jié)構(gòu)形式和施工方法將面臨新的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的風(fēng)致控制方法也存在諸多局限。采用空間纜索體系、新型組合結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)措施雖能在一定程度上提高橋梁的結(jié)構(gòu)剛度、改善抗風(fēng)能力，但結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜、傳力機(jī)制不明，施工過(guò)程中存在多次體系轉(zhuǎn)換，工藝復(fù)雜，施工過(guò)程中的關(guān)鍵抗風(fēng)問(wèn)題有待明確。因此，從結(jié)構(gòu)抗風(fēng)的角度來(lái)講，既有的橋梁結(jié)構(gòu)形式和施工方法將面臨新的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的風(fēng)致控制方法也存在諸多局限，亟需發(fā)展新的、更加高效的風(fēng)振控制措施。未來(lái)海上橋梁面臨的常遇風(fēng)速高、風(fēng)速范圍廣，大跨橋梁發(fā)生多種風(fēng)振的概率大，各種被動(dòng)氣動(dòng)措施之間兼容性差，需要提出可同時(shí)控制多種風(fēng)致振動(dòng)問(wèn)題的優(yōu)化氣動(dòng)措施。主動(dòng)氣動(dòng)控制技術(shù)在主梁的風(fēng)振控制方面更加合理高效，是未來(lái)超大跨橋梁風(fēng)振控制的發(fā)展方向，但面臨著作用機(jī)理不完全明確、可靠性差、能源供給依賴度高等問(wèn)題。
（四）面向行車安全和通行能力的防風(fēng)技術(shù)
未來(lái)，海上橋梁工程的服役環(huán)境更加惡劣。海面風(fēng)力強(qiáng)、大風(fēng)天氣頻發(fā)，導(dǎo)致的行車安全事故屢有發(fā)生，造成了比較嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。在強(qiáng)風(fēng)等氣候條件下，提出既不顯著影響橋梁結(jié)構(gòu)抗風(fēng)性能也能夠保障行車安全的防風(fēng)安全措施是研究的難點(diǎn)之一。建立完善的風(fēng)氣象預(yù)警系統(tǒng)，并結(jié)合結(jié)構(gòu)形式、車型、路面條件形成一套完善、有效的智能交通運(yùn)行管理系統(tǒng)，最終增強(qiáng)海上橋梁的通行能力是未來(lái)海上橋梁面臨的又一難點(diǎn)。
四、海洋橋梁工程抗風(fēng)的技術(shù)發(fā)展方向及策略
為了滿足未來(lái)跨海橋梁建設(shè)的需求，抗風(fēng)研究有必要開(kāi)展如下四個(gè)方面的工作。
（一）開(kāi)展海洋橋梁場(chǎng)址風(fēng)場(chǎng)特性的研究
1. 開(kāi)展面向工程的臺(tái)風(fēng)小尺度特性實(shí)測(cè)研究
近年來(lái)，我國(guó)臺(tái)風(fēng)實(shí)測(cè)研究發(fā)展迅速，獲得了大量的大、中尺度氣象數(shù)據(jù)，但海洋橋梁工程建造所需的小尺度數(shù)據(jù)仍很匱乏，故應(yīng)開(kāi)展面向工程的臺(tái)風(fēng)小尺度特性實(shí)測(cè)研究，以獲取臺(tái)風(fēng)平均和湍流風(fēng)場(chǎng)的時(shí)空特性。
2. 發(fā)展臺(tái)風(fēng)小尺度數(shù)值模擬技術(shù)
目前，基于天氣預(yù)報(bào)模式（WRF）中尺度數(shù)值模式，利用嵌套技術(shù)，可獲得較準(zhǔn)確的平均風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，但分辨率較低，與實(shí)際工程需求還相差較大，因此，可在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)技術(shù)，建立臺(tái)風(fēng)小尺度的數(shù)值模型，以獲取不同尺度下的風(fēng)速時(shí)程、湍流特性和風(fēng)剖面特征等關(guān)鍵信息。
（二）發(fā)展適用于特大跨度海洋橋梁的抗風(fēng)設(shè)計(jì)理論和規(guī)范
1. 建立適用特大跨度海洋橋梁的抗風(fēng)設(shè)計(jì)理論
針對(duì)海洋風(fēng)場(chǎng)條件和特大跨度海洋橋梁自身結(jié)構(gòu)特性，明確臺(tái)風(fēng)對(duì)特大跨橋梁的作用機(jī)理，發(fā)展更符合實(shí)際的三維臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)模型，提出適用于特大跨度海洋橋梁的靜風(fēng)穩(wěn)定、渦振、顫振及抖振等抗風(fēng)分析方法。
2. 提出適用特大跨度海洋橋梁的抗風(fēng)性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
特大跨度海洋橋梁的抗風(fēng)性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是海洋橋梁抗風(fēng)性能評(píng)估的關(guān)鍵所在，其科學(xué)決策涉及面廣、過(guò)程十分復(fù)雜，亟待開(kāi)展大量基礎(chǔ)性研究工作。
（三）開(kāi)展面向結(jié)構(gòu)安全和行車舒適性的橋梁風(fēng)振控制技術(shù)研究
1. 發(fā)展?jié)M足海洋橋梁抗風(fēng)安全和行車舒適性的新型結(jié)構(gòu)體系
隨著未來(lái)橋梁建設(shè)逐步向海上推進(jìn)，傳統(tǒng)的橋梁結(jié)構(gòu)體系無(wú)法滿足抗風(fēng)需求，需要在橋梁的結(jié)構(gòu)類型、主梁形式、纜索體系等方面開(kāi)展研究，提出既能滿足海洋橋梁抗風(fēng)安全又可兼顧行車舒適性的新型結(jié)構(gòu)體系。
2. 研發(fā)適用于海上橋梁建造的新型施工技術(shù)
海上大風(fēng)天氣多、風(fēng)力強(qiáng)，橋梁的施工環(huán)境惡劣，傳統(tǒng)的大跨度橋梁施工方法將面臨新的挑戰(zhàn)，應(yīng)明確施工過(guò)程中存在的關(guān)鍵抗風(fēng)問(wèn)題，提出適用于海上橋梁的施工工藝和組織管理方法。
3. 發(fā)展主動(dòng)氣動(dòng)控制技術(shù)
主動(dòng)控制技術(shù)是未來(lái)超大跨橋梁風(fēng)振控制的發(fā)展方向，在理論研究方面已取得了一定的進(jìn)展。從未來(lái)工程應(yīng)用的角度，需進(jìn)一步明確作用機(jī)理、提高實(shí)際應(yīng)用的可靠性、解決制振過(guò)程中的能源供給問(wèn)題等。
（四）?開(kāi)展面向行車安全和通行能力的防風(fēng)技術(shù)研究
1. 研發(fā)兼顧結(jié)構(gòu)風(fēng)振控制和行車安全的新型防風(fēng)措施
現(xiàn)有橋梁的防風(fēng)安全措施往往起不到提高結(jié)構(gòu)抗風(fēng)性能的作用，有時(shí)甚至?xí)蛊浣Y(jié)構(gòu)抗風(fēng)性能惡化。在海上強(qiáng)風(fēng)等氣候條件下，亟需提出既不顯著影響橋梁結(jié)構(gòu)抗風(fēng)性能又能夠保障行車安全的新型防風(fēng)措施。
2. 建立完善的風(fēng)天智能交通運(yùn)行管理系統(tǒng)
針對(duì)海洋橋梁工程面臨的氣候環(huán)境特點(diǎn)，建立完善的氣候預(yù)警系統(tǒng)， 并結(jié)合結(jié)構(gòu)形式、車型和路面條件形成一套完善、有效的智能交通運(yùn)行管理系統(tǒng)，提高海上橋梁的通行能力。
隨著我國(guó)橋梁建設(shè)從內(nèi)陸走向海洋，越來(lái)越多的海洋橋梁在我國(guó)沿海建成。工程師們大膽創(chuàng)新，大膽實(shí)踐，嚴(yán)謹(jǐn)建設(shè)，在我國(guó)海洋橋梁建設(shè)史上譜寫(xiě)了輝煌的篇章。然而，海洋氣候條件惡化、極端氣象頻繁，現(xiàn)有的橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)理論及方法尚無(wú)法完全滿足海洋橋梁建設(shè)需要，保障海洋橋梁在施工、運(yùn)營(yíng)階段的抗風(fēng)安全性及舒適性仍是面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。應(yīng)針對(duì)海洋復(fù)雜環(huán)境條件，開(kāi)展海洋橋梁場(chǎng)址風(fēng)場(chǎng)特性研究，研究海洋橋梁工程在強(qiáng)（臺(tái)）風(fēng)等極端作用下的致災(zāi)機(jī)理，建立海洋橋梁工程抗風(fēng)安全設(shè)計(jì)方法，研究面向結(jié)構(gòu)安全和行車舒適性的橋梁風(fēng)振控制技術(shù)，提出面向行車安全和通行能力的防風(fēng)技術(shù)，形成海洋橋梁工程抗風(fēng)的設(shè)計(jì)規(guī)范，完善海洋橋梁工程抗風(fēng)安全預(yù)警系統(tǒng)和運(yùn)營(yíng)管理策略。注：本文內(nèi)容呈現(xiàn)形式略有調(diào)整，若需可查看原文。
論文反映的是研究成果進(jìn)展，不代表《中國(guó)工程科學(xué)》雜志社的觀點(diǎn)。
