DB43/T 2144-2021 桥梁建设抗风设计气候可行性论证技术规范

ICS07.030

CCSA47

43

湖南省地方标准

DB43/T2144—2021

桥梁建设抗风设计气候可行性论证

技术规范

Technicalspecificationforclimatefeasibilitydemonstration

ofwindresistantdesignofbridgeconstruction

2021-08-29发布2021-10-29实施

湖南省市场监督管理局发布

DB43/T2144—2021

目次

前言························································································································Ⅲ

1范围·····················································································································1

2规范性引用文件······································································································1

3术语和定义············································································································1

4一般规定···············································································································3

5气象观测塔建设及观测·····························································································3

6参证气象站选取及资料收集·······················································································4

7桥位区气候特征与气象灾害分析·················································································5

8设计风速推算·········································································································5

9桥位区近地层湍流特征值及风攻角计算········································································6

10桥位区风参数数值模拟··························································································7

11报告编制··············································································································7

附录A（规范性）桥梁建设抗风设计气候可行性论证技术流程图·········································8

附录B（规范性）t检验方法·······················································································9

附录C（资料性）比值法··························································································10

附录D（资料性）概率分布函数·················································································11

附录E（资料性）地表粗糙度系数分类········································································14

附录F（资料性）三维超声风速仪有效数据判别····························································15

附录G（资料性）脉动风速的计算方法········································································16

附录H（资料性）湍流功率谱密度的计算方法·······························································17

参考文献··················································································································18

I

DB43/T2144—2021

II

DB43/T2144—2021

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规

定起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由湖南省气象局提出。

本文件由湖南省气象标准化技术委员会归口。

本文件起草单位:湖南省气候中心、湖南省交通规划勘察设计院有限公司、湖南省气象科学研究所。

本文件主要起草人：曾向红、吴浩、李瑜、蒋元华、杜东升、段丽洁、吴贤云、汤亦豪、郭凌曜、

崔剑锋。

III

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IV

DB43/T2144—2021

桥梁建设抗风设计气候可行性论证技术规范

1范围

本文件规定了大型桥梁建设抗风设计气候可行性论证的工作流程、气象观测塔建设、资料收集及处

理、数值模拟、设计参数推算及报告编制等内容。

本文件适用于大型桥梁建设抗风设计气候可行性论证。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅

该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T35221—2017地面气象观测规范总则

GB50009—2012建筑结构荷载规范

GB50057—2010建筑物防雷设计规范

GB50135—2019高耸结构设计规范

JTG/T3360—01—2018公路桥梁抗风设计规范

QX/T118地面气象观测资料质量控制

QX/T423—2018气候可行性论证规范报告编制

QX/T426—2018气候可行性论证规范资料收集

QX/T436—2018气候可行性论证规范抗风参数计算

QX/T438—2018桥梁设计风速计算规范

QX/T449—2018气候可行性论证规范现场观测

QX/T469—2018气候可行性论证规范总则

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

风速时距windspeedinterval

计算平均风速所使用的时间间隔。

［来源：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。

［来源：QX/T438—2018，2.2］

3.3

重现期returnperiod

1

DB43/T2144—2021

某一事件重复出现的平均间隔时间。

［来源：QX/T438—2018，2.4］

3.4

参证气象站referencemeteorologicalstation

气象分析计算所参照或引用的桥梁所在地区或者邻近地区具有长年代气象数据的国家气象观测站。

注1：长年代一般不少于30年。

注2：国家气象观测站包括GB/T485—2019《气象观测站分类及命名规则》中定义的气候观象台、基准气候站和基

本气象站。

［来源：QX/T423—2018，3.1，有修改］

3.5

基本风速basicwindspeed

参证气象站10m高度、重现期100年、10min平均的年最大风速。

［来源：JTG/T3360—01—2018,2.1.1，有修改］

3.6

桥梁设计基本风速basicwindspeedatbridgesite

桥址地面或水面以上10m高度、重现期100年、10min平均的年最大风速。

［来源：JTG/T3360—01—2018，2.1.2，有修改］

3.7

设计基准风速referencewindspeed

桥梁或构件基准高度、重现期100年、10min平均的年最大风速。

［来源：JTG/T3360—01—2018，2.1.3，有修改］

3.8

桥梁设计基准风速bridgereferencewindspeed

特指桥梁主梁基准高度处的设计基准风速。

［来源：JTG/T3360—01—2018，2.1.4］

3.9

风攻角windattackangle

风的来流方向与水平面产生的夹角。

［来源：JTG/T3360—01—2018，2.1.5，有修改］

3.10

风切变指数windshearexponent

用于描述风速随高度变化的幂函数中的指数。

［来源：QX/T436—2018，3.6］

3.11

风速标准差standarddeviationofwindspeed

一组风速值与其平均值的离差平方和的算术平均数的平方根。

注：它反映一组风速值的离散程度。

［来源：QX/T436—2018，3.7］

3.12

湍流强度turbulenceintensity

风速标准差与平均风速的比率。

注：用同一组测量数据和规定的周期进行计算。

［来源：QX/T436—2018，3.8］

2

DB43/T2144—2021

3.13

阵风风速gustspeed

1s～3s时距的瞬时风速值。

［来源：QX/T436—2018，3.9］

3.14

阵风系数gustfactor

由平均风速推算阵风风速的比例系数，通常采用3s最大阵风风速与10min平均风速的比值。

［来源：QX/T436—2018，3.10］

4一般规定

4.1桥位区设计基准风速的推算主要是（水平方向）风速放大系数和（垂直方向）风切变指数的计算

或确定；数值模拟结果主要用于确定桥位区无气象观测或观测资料代表性不好时放大系数和风切变指数

的确定。

4.2主要技术内容包括：桥址处气候特征分析，重点是风的气候特征；主要气象灾害的调查，重点是

大风灾害；设计基准风速的推算；大气湍流参数计算分析等。

4.3桥梁建设抗风设计气候可行性论证技术流程见附录A。

5气象观测塔建设及观测

5.1观测点选址

5.1.1观测点宜按下列原则选址：

1）选择在桥位附近四周开阔，不受遮挡，能代表桥位区域大风特征，且不受桥梁建设工程施

工与运行影响的位置。

2）人员较容易到达、无线传输信号较好且不影响施工的位置。

5.1.2按QX/T449—2018要求进行塔址勘察。

5.1.3观测塔宜建在大桥的跨中附近，根据桥址处的地形特征对备选观测塔位置的气候特征进行评估

后，筛选确定观测塔最终位置。如果跨越峡谷、地形复杂，宜在大桥两岸分别建立观测塔。

5.2观测设计技术要求

5.2.1观测塔高度以70-150m为宜。观测层次5-6层，其中应包括10m层和桥面高度附近层。三维

超声风速仪宜安装在与桥面等高的位置处。

5.2.2观测内容包括：逐时10min平均风速、风向；逐时瞬时最大风速、风向；逐日10min平均最

大风速、风向；极大风速、风向；温度；湿度；气压；降水；三维超声风速仪观测三维瞬时风速、风向等。

5.2.3不宜少于两年的现场观测。观测期间如果没有出现当地强风事件，应延长观测时间。

5.2.4观测塔的技术要求包括：

1）观测塔结构宜为桅杆式或塔架式，塔体结构强度按照GB50135－2019设计。

2）根据GB50057－2010的要求安装专用避雷系统，观测塔接电电阻应小于4Ω。

3）观测塔应悬挂明显的安全警示标志，观测塔位于航线下方时，根据航空部门的要求决定是

否安装航空信号灯。

4）观测塔仪器应按QX/T449—2018的要求进行风速传感器、风向传感器、温度传感器、湿度传

3

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感器和三维超声测风仪安装。

5）选择取得国家或国际相应行业质量认证和计量认证的观测仪器，仪器性能基本参数应考虑

测量范围、分辨力、采样频率、最大允许误差、灵敏度等。

6）观测仪器布设要求必须配置稳定的供电系统，避免在盛行风下受观测塔或桥梁架构、施工机

械等其他物体的干扰。

5.3竣工验收

5.3.1现场测试观测设备运行是否正常，检查建设设施是否与设计文件相符、数据记录与存储是否正

确、备品备件是否齐全、后备电源是否满足设计要求等。

5.3.2对建设过程的设计文件、过程记录文件、设备检定和校准报告等进行审查。

5.4观测数据采集

5.4.1采取无线实时传输和现场采集两种方式。如果通讯传输条件差，可到现场读取数据，且时间不

超过一个月。

5.4.2三维超声测风数据应定期到现场读取，并对运行情况进行实时监控。

5.4.3强风事件(≥10.8m/s)出现后，应及时获取三维超声风数据。

5.4.4观测数据应进行初步质量检验和预处理后及时入库。

5.5数据质量控制

5.5.1各气象要素的极值范围、内部一致性、时间一致性应按照据GB/T35221－2017进行合理性审核。

5.5.2对观测记录进行完整性审查，给出数据的完整性描述。有效数据完整率不应小于95%。

有效数据完整率按式（1）计算：

应测数目-缺测数目-无效数据数目

有效数据完整率100%„„„„„„„„„（