近年來，我國在大跨度橋梁建設(shè)方面取得了長足的進(jìn)步，不僅保持著混凝土拱橋和鋼拱橋跨度的世界紀(jì)錄，而且正在沖擊斜拉橋和懸索橋跨度的世界紀(jì)錄。據(jù)介紹，在全世界最大跨度的10座懸索橋中，中國占了5座，其中包括跨度1650米的世界第二大懸索橋——西堠門大橋；在世界跨度最大的10座斜拉橋中，有8座在中國，其中包括跨度1088米的世界之最——蘇通大橋。
跨度大了，橋梁結(jié)構(gòu)剛度就變小，風(fēng)吹過就會有振動，就像一個“瘦高個”比一個“矮胖子”更容易被風(fēng)吹倒，葛耀君教授這樣形象地描述，他說，“中國大跨度橋梁建設(shè)項(xiàng)目的數(shù)量和跨度當(dāng)屬世界之最，因此在抗風(fēng)性研究方面面臨更多挑戰(zhàn)，橋梁抗風(fēng)已經(jīng)成為造橋中最主要的安全問題！這需要領(lǐng)先的理論和方法為我國大跨度橋梁建設(shè)提供科技支撐。”
同濟(jì)的橋梁抗風(fēng)研究始于上世紀(jì)80年代，是由李國豪教授開創(chuàng)的，不斷解決大跨度橋梁工程中的抗風(fēng)新問題，曾經(jīng)在上世紀(jì)90年代獲國家自然科學(xué)獎。此后，在項(xiàng)海帆教授的領(lǐng)導(dǎo)下，年輕的一代科學(xué)家開始了面對新型更大跨度橋梁的新探索。葛耀君介紹說，現(xiàn)代橋梁抗風(fēng)理論和方法包含了豐富的內(nèi)容和成果：比如率先提出了橋梁顫振的全模態(tài)分析方法和考慮斜風(fēng)作用的抖振頻域分析方法、建立了氣動導(dǎo)數(shù)的系列識別方法和拉索風(fēng)雨振計算模型及振動穩(wěn)定性判別準(zhǔn)則……其中很多都達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
研究過程也充滿了創(chuàng)新和智慧。在斜拉橋拉索的風(fēng)雨激振方面，項(xiàng)目組以楊浦大橋等大跨斜拉橋?yàn)閷?shí)驗(yàn)對象，雖然沒有實(shí)驗(yàn)室能夠裝得下602米的楊浦大橋，但是取出2.5米的一段拉索，放進(jìn)風(fēng)洞，就能模擬降雨?duì)顟B(tài)下拉索風(fēng)雨激振現(xiàn)象。項(xiàng)目組建立了理論計算模型，給出了二維拉索風(fēng)雨激振穩(wěn)定性的判別公式，科學(xué)家們也給出了“一凹一凸”解決方法：在橋索表面設(shè)置凹坑，或者設(shè)置凸出的螺旋線。
理論有了，還要應(yīng)用于工程。抗風(fēng)可靠性分析方法應(yīng)用于盧浦大橋、東海大橋；氣動導(dǎo)數(shù)識別的總體和修正最小二乘法應(yīng)用在舟山西堠門大橋、蘇通長江公路大橋；多種顫振控制方法在南浦大橋、東海大橋、福建青州閩江大橋、潤楊大橋等橋梁設(shè)計中得到應(yīng)用。據(jù)悉，同濟(jì)大學(xué)橋梁抗風(fēng)項(xiàng)目組已經(jīng)為國內(nèi)外100多座橋梁進(jìn)行了具體的抗風(fēng)設(shè)計研究，包括我國已經(jīng)建成和在建的42座400米以上大跨度橋梁，占總數(shù)三分之二以上，此外還有多座日本、越南、印尼等國家的橋梁。
抗風(fēng)研究沒有止境，科學(xué)家們瞄準(zhǔn)了更遠(yuǎn)的目標(biāo)，“瓊州海峽的跨越，渤海海峽的跨越，特別是臺灣海峽的跨越，將是我們未來工程的目標(biāo)。”葛教授告訴記者。
