在缺乏实测风速数据时，往往需要采用模拟的风速序列作为输入。为保证计算结果的合理性，就要求所模拟出的人工紊流风序列尽可能地接近和满足自然风的特性。

自然风在时间上和空间上都是随机的，结构抗风分析中通常近似地将其视为多维多变量各态历经的平稳高斯过程。总的来说，随机过程的数值模拟技术可分为两类：一是基于线性滤波技术的回归方法；一是基于三角级数叠加的谱解法（spectral representation）。谱解法的特点是算法简单、理论完善，其样本的高斯特性、均值及相关函数的一致性、均值及相关函数的各态历经特性等都已得到数学证明，模拟结果较为可靠，但计算工作量较大。随着计算技术的进一步发展，谱解法在工程领域得到了广泛应用。本研究采用谱方法进行脉动风场模拟。

已有研究表明，自然风在空间相互垂直的三个方向上的脉动分量间的相关性较弱，且目前对三个脉动分量间相关关系缺乏卓有成效的研究，故在实际研究中通常不考虑风速在三个方向之间的相关性，而仅考虑风速在空间上的相关性，从而将理论上三维多变量的随机过程简化为三个独立的一维多变量随机过程。

脉动风速在横桥向、竖向的风速谱按《公路桥梁抗风设计规范》选取，顺桥向风速谱采用沿高度变化的Simiu谱，其表达式如下所示：

式中 S （un）、Sw（n）、S （vn）——脉动风的水平顺风向、竖向、水平横风向的风速谱；

n——风的脉动频率（Hz）；

u*——气流摩阻速度（m／s）；

f——莫宁坐标。

根据本桥的桥位概况，按A类地表进行风场模拟，其主要参数见表8-9。由于本研究目前处于方案设计阶段，仅考虑了加劲梁的脉动风场，桥塔仅考虑了静风力作用。

表8-9　加劲梁脉动风场模拟计算的主要参数

分析中选取了五种平均风速（桥面高度处）：10 m／s、15 m／s、20 m／s、25 m／s、30 m／s。图8-16～图8-25是对应于不同的平均风速主桥桥面跨中位置处的脉动风速模拟时程曲线。

图8-16　主桥桥面跨中横向脉动风速模拟时程曲线（平均风速U=10 m／s）

图8-17　主桥桥面跨中竖向脉动风速模拟时程曲线（平均风速U=10 m／s）(www.daowen.com)

图8-18　主桥桥面跨中横向脉动风速模拟时程曲线（平均风速U=15 m／s）

图8-19　主桥桥面跨中竖向脉动风速模拟时程曲线（平均风速U=15 m／s）

图8-20　主桥桥面跨中横向脉动风速模拟时程曲线（平均风速U=20 m／s）

图8-21　主桥桥面跨中竖向脉动风速模拟时程曲线（平均风速U=20 m／s）

图8-22　主桥桥面跨中横向脉动风速模拟时程曲线（平均风速U=25 m／s）

图8-23　主桥桥面跨中竖向脉动风速模拟时程曲线（平均风速U=25 m／s）

图8-24　主桥桥面跨中横向脉动风速模拟时程曲线（平均风速U=30 m／s）

图8-25　主桥桥面跨中竖向脉动风速模拟时程曲线（平均风速U=30 m／s）