五峰山长江大桥主桥具有跨度大、结构较柔、弱阻尼、结构基频低、桥位处气象条件较复杂等特点。在同类型铁路桥梁中，其主跨跨度为最大者。从结构抗风性能的角度来讲，其属于风敏结构，桥梁结构的抗风性能、抗风稳定性、风致响应必须满足相关要求。

为确保大桥在施工和运营全过程，尤其是施工最大单、双悬臂阶段的抗风安全，参照日本、美国、英国等国的桥梁抗风规范及《公路桥梁抗风设计规范》等，对跨度超过200 m的大跨度桥梁须通过风洞试验和风致振动计算分析等手段，对成桥状态和施工阶段的静力稳定性及主梁的颤振稳定性做出评价，对主梁、主塔及斜拉索的涡激共振做出判断，计算分析其在设计风速下的抖振响应性能，以验证并评价大桥的抗风设计、抗风性能及抗风安全性。

进行大跨度桥梁的抗风性能研究的主要途径是模型风洞试验，通过风洞试验测量其风致响应，同时获取各参数，进而进行理论计算。基于以上原因，参照国内外一贯的方法，本研究拟采用节段模型试验研究测量主梁、列车等的静力三分力系数、主梁涡振性能与颤振性能等，采用气动弹性模型试验对成桥状态、典型施工状态的风致响应性能。

为确保该桥成桥运营阶段和施工架设阶段的抗风安全，西南交通大学根据五峰山长江大桥主桥的结构特点，对该桥抗风性能进行了计算分析和模型风洞试验研究，研究包括以下内容：①桥址处风场的特性分析；②结构动力特性计算；③主跨主梁的三分力系数测量风洞试验；④主跨主梁节段模型的颤振试验；⑤主跨主梁节段模型的涡激振试验；⑥成桥状态及典型施工阶段气动弹性模型试验；⑦不同风偏角条件下主梁的气动力系数测量风洞试验；⑧结构风致响应分析研究等［16］。

1）桥位风场特性计算分析

根据设计单位提供的资料及《公路桥梁抗风设计规范》，五峰山长江大桥桥址处的设计基本风速为31.8 m／s，场地位于A类地表粗糙度，风剖面系数α=0.12，桥面高度处的设计基准风速为40.4 m／s，施工阶段的设计基准风速取重现期为30年，为37.2 m／s，对于风洞试验来说，成桥状态的颤振检验风速为58.2 m／s，施工阶段的颤振检验风速为53.6 m／s［16］。

2）结构动力特性计算分析(www.daowen.com)

根据设计提供的资料，对该桥成桥状态、最不利施工阶段（10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%主梁拼装状态）进行了三维自振特性计算。

计算得成桥状态第一阶对称横弯频率为0.088 5 Hz，第一阶对称竖弯频率为0.153 4 Hz，第一阶反对称竖弯频率为0.179 6 Hz，第一阶对称扭转频率为0.378 2 Hz，第一阶反对称扭转频率为0.584 2 Hz。

表7-10给出了施工状态主梁不同拼装率时的主要基阶频率、扭弯频率比随拼装率的变化。从表中可见，随着拼装率提高，一阶对称竖弯频率略有下降，而一阶对称扭转频率则先下降后上升，扭弯频率比则随拼装率提高而上升［16］。

表7-10　施工状态主梁不同拼装率时的主要频率