就像瘦瘦的高个子更容易被风吹倒，跨度越来越大的桥梁，受到的大风挑战也越来越大。由同济大学项海帆院士领衔的“现代桥梁抗风理论与方法”课题，刚刚获得上海市自然科学奖一等奖。课题组成员、同济大学教授葛耀君昨天在接受采访时，向记者详细描述了他们是如何让大桥迎风稳立、安全运营的。
    
  　  近年来，我国在大跨度桥梁建设方面取得了长足的进步，不仅保持着混凝土拱桥和钢拱桥跨度的世界纪录，而且正在冲击斜拉桥和悬索桥跨度的世界纪录。据介绍，在全世界最大跨度的10座悬索桥中，中国占了5座，其中包括跨度1650米的世界第二大悬索桥——西堠门大桥；在世界跨度最大的10座斜拉桥中，有8座在中国，其中包括跨度1088米的世界之最——苏通大桥。
    
   　 跨度大了，桥梁结构刚度就变小，风吹过就会有振动，就像一个“瘦高个”比一个“矮胖子”更容易被风吹倒，葛耀君教授这样形象地描述，他说，“中国大跨度桥梁建设项目的数量和跨度当属世界之最，因此在抗风性研究方面面临更多挑战，桥梁抗风已经成为造桥中最主要的安全问题！这需要领先的理论和方法为我国大跨度桥梁建设提供科技支撑。”
    
  　  同济的桥梁抗风研究始于上世纪80年代，是由李国豪教授开创的，不断解决大跨度桥梁工程中的抗风新问题，曾经在上世纪90年代获国家自然科学奖。此后，在项海帆教授的领导下，年轻的一代科学家开始了面对新型更大跨度桥梁的新探索。葛耀君介绍说，现代桥梁抗风理论和方法包含了丰富的内容和成果：比如率先提出了桥梁颤振的全模态分析方法和考虑斜风作用的抖振频域分析方法、建立了气动导数的系列识别方法和拉索风雨振计算模型及振动稳定性判别准则……其中很多都达到国际领先水平。
    
   　 研究过程也充满了创新和智慧。在斜拉桥拉索的风雨激振方面，项目组以杨浦大桥等大跨斜拉桥为实验对象，虽然没有实验室能够装得下602米的杨浦大桥，但是取出2.5米的一段拉索，放进风洞，就能模拟降雨状态下拉索风雨激振现象。项目组建立了理论计算模型，给出了二维拉索风雨激振稳定性的判别公式，科学家们也给出了“一凹一凸”解决方法：在桥索表面设置凹坑，或者设置凸出的螺旋线。
    
   　 理论有了，还要应用于工程。抗风可靠性分析方法应用于卢浦大桥、东海大桥；气动导数识别的总体和修正最小二乘法应用在舟山西堠门大桥、苏通长江公路大桥；多种颤振控制方法在南浦大桥、东海大桥、福建青州闽江大桥、润杨大桥等桥梁设计中得到应用。据悉，同济大学桥梁抗风项目组已经为国内外100多座桥梁进行了具体的抗风设计研究，包括我国已经建成和在建的42座400米以上大跨度桥梁，占总数三分之二以上，此外还有多座日本、越南、印尼等国家的桥梁。
    
   　 抗风研究没有止境，科学家们瞄准了更远的目标，“琼州海峡的跨越，渤海海峡的跨越，特别是台湾海峡的跨越，将是我们未来工程的目标。”葛教授告诉记者。

　　　2008-01-23 作者：李雪林　文汇报