橋梁建設抗風設計氣候可行性論證技術規范II33············1435氣象觀測塔建設及觀測36證象選及收集47位氣特與災害析58計速算59位近層流值及攻計算610位風數值擬711告制7附錄A（范）橋建設風計候行論證術程圖8附錄B（范）t方法9附錄C（料）比法附錄D（料）概分布數附錄E（料）地粗糙系分類附錄F（料）三超聲速有數判別附錄G（料）脈風速計方法附錄H（料）湍功率密的算法參考獻10111415161718目 次前言Ⅲ112規范性引用文件······111橋梁建設抗風設計氣候可行性論證技術規范本文件適用于大型橋梁建設抗風設計氣候可行性論證。GB/T35221—2017地面氣象觀測規范總則GB50009—2012建筑結構荷載規范GB50057—2010建筑物防雷設計規范GB50135—2019高聳結構設計規范JTG/T3360—01—2018公路橋梁抗風設計規范QX/T118地面氣象觀測資料質量控制QX/T423—2018氣候可行性論證規范報告編制QX/T426—2018氣候可行性論證規范資料收集QX/T436—2018氣候可行性論證規范抗風參數計算QX/T438—2018橋梁設計風速計算規范QX/T449—2018氣候可行性論證規范現場觀測QX/T469—2018氣候可行性論證規范總則下列術語和定義適用于本文件。3.1風速時距windspeedinterval計算平均風速所使用的時間間隔。［來源：QX/T438—2018，2.1］3.2地面粗糙度surfaceroughness反映地表起伏或地物、植被等高矮、稀疏的程度。［來源：QX/T438—2018，2.2］3.3重現期returnperiod22某一事件重復出現的平均間隔時間。［來源：QX/T438—2018，2.4］3.4參證氣象站referencemeteorologicalstation氣象分析計算所參照或引用的橋梁所在地區或者鄰近地區具有長年代氣象數據的國家氣象觀測站。注1：長年代一般不少于30年。2：GB/T485—2019本氣象站。［來源：QX/T423—2018，3.1，有修改］3.5基本風速basicwindspeed參證氣象站10m高度、重現期100年、10min平均的年最大風速。［來源：JTG/T3360—01—2018,2.1.1，有修改］3.6橋梁設計基本風速basicwindspeedatbridgesite橋址地面或水面以上10m高度、重現期100年、10min平均的年最大風速。［來源：JTG/T3360—01—2018，2.1.2，有修改］3.7設計基準風速referencewindspeed橋梁或構件基準高度、重現期100年、10min平均的年最大風速。［來源：JTG/T3360—01—2018，2.1.3，有修改］3.8橋梁設計基準風速bridgereferencewindspeed特指橋梁主梁基準高度處的設計基準風速。［來源：JTG/T3360—01—2018，2.1.4］3.9風攻角windattackangle風的來流方向與水平面產生的夾角。［來源：JTG/T3360—01—2018，2.1.5，有修改］3.10風切變指數windshearexponent用于描述風速隨高度變化的冪函數中的指數。［來源：QX/T436—2018，3.6］3.11風速標準差standarddeviationofwindspeed一組風速值與其平均值的離差平方和的算術平均數的平方根。注：它反映一組風速值的離散程度。［來源：QX/T436—2018，3.7］3.12湍流強度turbulenceintensity風速標準差與平均風速的比率。注：用同一組測量數據和規定的周期進行計算。［來源：QX/T436—2018，3.8］333.13陣風風速gustspeed1s～3s時距的瞬時風速值。［來源：QX/T436—2018，3.9］3.14陣風系數gustfactor由平均風速推算陣風風速的比例系數，通常采用3s最大陣風風速與10min平均風速的比值。［來源：QX/T436—2018，3.10］（）（。選擇在橋位附近四周開闊，不受遮擋，能代表橋位區域大風特征，且不受橋梁建設工程施QX/T449—201870-150m5-610m10min10minGB50135－2019GB50057－20104Ω。觀測塔應懸掛明顯的安全警示標志，觀測塔位于航線下方時，根據航空部門的要求決定是QX/T449—201844感器和三維超聲測風儀安裝。選擇取得國家或國際相應行業質量認證和計量認證的觀測儀器，儀器性能基本參數應考慮10.8m/s)GB/T35221－201795%。計算：--%?1）應測數目式中：應測數目：測量期間小時數；缺測數目：沒有記錄到的小時平均值數目；無效數據數目：確認為不合理的小時平均值數目。300.055510min（塔QX/T469—2018分析橋位區雷雨大風、寒潮大風、偏南大風、颮線大風、龍卷風、超低空急流等典型大風災害天氣7.3.2的發生頻率、危害程度。T檢驗法進行均一性檢驗，檢驗方法見附錄B；C；10m10min6610305010010min99%D。10C。α（按照JTG/T3360—01—2018公路橋梁抗風設計規范計算。FG。10minGV10min

……………（2）式中Vmax為瞬時最大風速，這里時距取為3秒，V10min為10min最大平均風速。77I （3）V10minI10minm/s；V10min10minm/s。按照附錄H計算。風攻角按下式計算：u(tu(t)v(t)22

……4）Ww(t) （5）tgW （6）U式中Ｗ、Ｕ為某一時距（明確時距）垂直方向和水平方向的平均風速。按照QX/T423—2018進行編制。88附錄A（規范性）橋梁建設抗風設計氣候可行性論證技術流程圖速的推算方法的推算方法橋位區近地層湍流特征值及風攻角計算湍流強度計算風攻角計算報告編制橋位區風參數數值模擬陣風系數計算基本風速的推算方法設計風速推算橋位區氣候特征與氣象災害分析參證氣象站選取及資料收集氣象觀測塔建設及觀測99附錄B（t檢驗假設：X1X2按式（B.1）計算統計量：X1X1X22(n21 222)n1n2

?????（.）式中：t：t檢驗值，無量綱數；x1n2S1：前一段隨機要素的標準差，單位為該隨機要素的單位；S2：后一段隨機要素的標準差，單位為該隨機要素的單位；|t|ɑ|t|＞|t|1010附錄C（資料性）比值法相鄰兩測站風速y與x之間通常構成以下關系：yk(x)???????????C）x式中：1m/s2m/sk：比值系數，無量綱數。x（101111附錄D（）目前氣象數據處理中常用的極值分析方法有極值Ⅰ型（Gumbel）分布，威布爾分布（Weibull）分布，皮爾遜Ⅲ型（P-Ⅲ）分布等。（Gumbel）分布函數：

()expexp(xu)（a＞0∞＜u＜????（.）公式中α為分布的尺度函數，u為分布的位置參數。重現期為R（概率為1/R）時：xu1ln[ln(R

)]????????（.）它的參數估計有三種方法：①矩法（：其中：≈0.57722（

RE(x)

a R1u??????????（D）a2 2由此得到：

6a2???????????????D.）1.28255a ??????????????D.5）0.57722②耿貝爾法

uE(x)a

??????????????（D6）耿貝爾法是一種直接與經驗頻率相結合的參數估計方法。假定數據有序序列：x1x2...xn則經驗分布函數為：取如下序列：

F*(xi)

in

=1,2,..,n?D.7）可得：

yiln(ln(F*(xi)))

=1,2,..,n?????D.）a(y)???????D.）(x)uE(x)E(y)?????????（D1）a1212③極大似然法f()F'()a[(xu)(a(xu???????D.1）x1x2xnn nlLnlnaa(iu)expa(iu))?????D.）ii1將a、u看作變量，將上式分別對a、u求導并令其為0，得：nnexpa)expai)?????（D.3）i1參數a、u可用迭代法求解。

n(x1)expa)nxexpax)??（D.）i ia i（Weibull）分布函數：其超過保證率函數為：

F(x)

xk)c

x＞??????（D）P(x)exp(超過保證率P對應的重現期值為：

x)???（D1）kckxp

1exp(k

lnlnP)]lnc)???????????（D.）其形狀參數k及尺度參數c的估計多采用矩法：k(sv

)086???????????（.1）c v(11/k)

?D.）（P-Ⅲ）皮爾遜Ⅲ型曲線又稱P-Ⅲ型曲線，是一種單峰型正偏曲線，整體不對稱。①概率密度函數f(x)()

(xa0)

e(xa0

???????（.2）式中：（）為的伽瑪函數；、、a0分別為皮爾遜Ⅲ型分布的形狀尺度和位置未知參數，＞0，＞0。xCv、Cs具有如下關系：4Cs2

????????????????（D.）1313 2xCvCs

????????????.2）ax(12Cv)0 C

?????????（D.）s1xn(xx)/1xn(xx)/n2iiv x

（.2）(Ki1)2/ni1nn(x(Ki1)2/ni1ni ivCsi1 i1 ?（D2）v其中：

n3

nC3Cv：變差系數，比較兩個不同均值系列的離散程度時，采用均方差與均值之比值，用于衡量系列相對離散程度。Cv越大，隨機變量x的分布越分散，概率分布曲線的左側抬高，右側降低；反之，左側下降，右側上抬。Cs：偏態系數，反映密度曲線的對稱特征，即衡量系列在均值的兩側分布對稱或不對稱（偏態）Cs>0（P-Cs1和?2，對于給定值0，滿足：p1x21?????（D2）則稱隨機區間1,?2x的01%x01%。n，TT水平1001%下的置信區間為：式中?L

?LT/2T為置信區間，T為某重現期風速估算值，為顯著性水平，/2為標準正態分布在1/2T為T當=19?L。1414附錄E（資料性）地表粗糙度系數分類表E.1地表粗糙度系數分類地表類別地表狀況地表粗糙度系數A海面、海岸、開闊水面、沙漠0.12B農地、田園、平坦開闊地；樹木及地層建筑物稀少地區0.15C樹木及地層建筑物密集地區；中、高層建筑物稀少地區；平緩的丘陵地0.22D中、高層建筑物密集地區；起伏較大的丘陵山地0.30利用風隨高度變化的指數公式，根據橋位風梯度實測資料，選取觀測塔各層逐日的日大風樣本資料（.1在近地層內，風速隨高度變化的指數公式為：zu z???E）zu1( )1式中：u為z1為1α為風速隨高度變化冪指數，其值的大小即表明了風速垂直切變的強度。對式（D.1）作變換并等號兩邊取對數，即得：ln(u)ln(z

)?（E）令y

ln(u),xln(z

)E）則得到線性方程：

yx??（E）將實測資料序列代入（D.3）式，得到序列；y1,y2,yiyn,x1,x2,xixn用最小二乘法擬合回歸系數，得到指數α的計算公式：xy/x2??????（E.）ii i1515附錄F（資料性）三維超聲風速儀有效數據判別三維超聲風速儀是利用超聲波在大氣中的傳播速度隨風速而變化的原理制成的測風儀器，能測量出x、y、z三個方向上的風速分量。ixnx（F1）其中：xix30的均值；σxn4。1616附錄G（資料性）脈動風速的計算方法uxu(t)w（u在y軸的投影即為縱向（主風向脈動風速、（）ut)ut)svt)nU??（G.）t)ut)nvt)s??G.）w(t)氣溫擾動t(t

t)t)W??????????（.）tt)tt)T???????????（）u(t)，v(t)，w(t)即為用于湍流統計分析的基本湍流數據時間序列。1717附錄H（資料性）湍流功率譜密度的計算方法通過頻域上的全積分得到脈動對應方向上的湍流動能。計算公式：i iS(n)n2,iu,v,w????（.）0niJTGT33—1—18（JTGT36001201n