大桥■虎门大桥咋成了“桥振振”？( 二 )
在2019年就有媒体报道 ， 由于虎门大桥段长时间处于超负荷运行 ， 导致虎门大桥悬索桥、辅航道桥东引桥、太平大桥、广济2号桥、大涌桥及深湾桥等6处桥梁段存在不同程度的病害 。
江苏如何保障桥梁安全？
专家：江苏的大桥都有结构健康监测系统
大桥波浪形晃动的事件时有发生 。 今年4月26日 ， 武汉市鹦鹉洲长江大桥曾出现上下波形晃动；2010年5月 ， 俄罗斯伏尔加河大桥发生“波浪式起伏”;此外 ， 日本东京湾大桥也曾发生过涡振现象 。
江苏跨江大桥很多 ， 如何保障这些桥梁的安全？
南京长江三桥有限公司工程部负责人倪大治告诉现代快报采访人员 ， 大胜关大桥（原南京三桥）有24小时结构健康监测系统 ， 如果结构状况发生异常 ， 会自动发出警报 。 大胜关大桥在全桥的主塔、钢箱梁等关键部位设置了256个传感器 ， 有加速度传感器、应力传感器、风力传感器等 ， 通过这些传感器 ， 可以对大桥的受力进行监测 ， 系统采集数据后 ， 再由专业的技术人员进行分析判断 。
栖霞山大桥（原南京四桥）则是在全桥安装了188个（套）监测设备 ， 主要监测荷载源和静动力响应两方面内容 。 除此之外 ， 每年还会对大桥进行定期的人工检测 ， 每个月还要对主桥的支座、斜拉索的锚头等重点构件进行专项检查 ， 发现问题及时处置 。
“栖霞山大桥其实是个半漂浮体系 ， 它可以上下左右 ， 包括扭转都是有允许角度的 。 ”南京长江四桥工程部桥梁养护工程师李金桥解释 。
现代快报采访人员了解到 ， 大胜关大桥是斜拉桥 ， 建成通车已经15年了 ， 栖霞山大桥则是悬索桥 ， 自2012年12月份开始通车也已经七八年了 ， 两桥的24小时监测系统都还没有报过警 。
现代快报采访人员了解到 ， 目前 ， 江苏所有的长大桥梁基本都设有24小时健康监测系统 。
“涡振”是什么？
涡振 ， 全称涡激振动 ， 起因是风流过物体截面后 ， 在物体背后产生周期性的漩涡脱落 ， 由此产生对结构的周期性强迫力 。
涡振背后是一种“卡门涡街效应” ， 由钱学森、郭永怀、钱伟长等人的老师、美籍匈牙利裔流体力学大师冯·卡门发现 ， 用于描述空气等流体通过物体后出现涡旋脱落 。 这些漩涡脱落的频率会与桥梁的固有频率形成共振 。
我们可以想象“抽刀断水水更流” ， 水先是拐了弯 ， 从刀面两端继续流过 ， 随后形成复杂的漩涡结构 。
这种涡旋结构的频率主要与两个因素有关 ， 一是风速 ， 二是截面的形状尺寸 ， 因此 ， 在设计建造桥梁的数学模拟和风洞试验中 ， 工程师们通常已经做好了充分的安全考虑 ， 通过截面设计来破坏漩涡的脱落 。
8m/s的风速已经引发肉眼可见的振动 ， 也有些人担心 ， 如果风速更大 ， 会否酿成桥梁塌陷的悲剧？
专家组分析得出了“有限振幅”的结论 ， 这也是桥梁涡振的一大特点 。
原来 ， 当漩涡脱落频率接近桥梁的固有频率 ， 也会产生齐步走和桥梁那样的相互作用 ， 在一定风速范围内产生一种“锁定”现象 ， 空气带来的正阻尼力阻止结构振动继续扩大 。
在锁定区域内 ， 随着风速提高 ， 结构仍然按固有频率振动 ， 促使漩涡倾向于继续按此频率脱落 。 只有当风速进一步提高 ， 空气阻尼进一步增大 ， 结构的振动不足以继续维持原有的漩涡脱落频率 ， 结构振动才会与漩涡脱落解锁 ， 离开共振状态 。
因此 ， 涡振是一种限幅振动 ， 不能无限发散 。 而且 ， 因为长跨度桥梁的固有频率往往较低 ， 涡振通常也只会在风速不大的情况下发生 。
也就是说 ， 随着风力的增加 ， 振动也只会限制在一个锁定的区间内 ， 不会愈演愈烈 ， 短期内相对安全可控 ， 长期需保持监测 。
（责任编辑：李显杰 ）
推荐阅读
- 今天无人机珠海大桥、珠海大道高空执法！700多司机吃罚单！全视频曝光！
- 语说漫谈|刘备称帝之后，成了一国皇帝，却为何不给关羽张飞封王？
- 山野奇谈|平民墓连续两次被盗，专家发现一件瓷器，成了江西博物馆镇馆之宝
- 爱青岛·我要说|公交车站竟然成了停车场？严管！
- 黑人之死缘何激起怒潮？疫情下美国所有城市都成了“高压锅”
- 非惯性物种|贞观三年，李世民一招“拨云见日”，谁成了皇权下的替罪羊？
- 扬子晚报男子借开朋友新车成了“背锅侠”，肠子都悔青了……
- 问董秘|咋现在回答股东问题的时候成了“将”积...，投资者提问：去年就说要寻找并购机会了
- 大桥|湖南发现一座桥，桥墩悬浮在空中30年不倒，如今游人如织
- 北京商报|从京东“拿货”国美破圈电器