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环球时报| 虎门大桥为什么会“抖动”？，解读

5月5日14时许 ， 虎门大桥桥面发生起伏晃动 ， 振幅较为明显 。 经专家组判断 ， 虎门大桥5日发生振动系桥梁涡振现象 ， 并不影响桥梁结构安全 。 6日凌晨 ， 有媒体采访人员在虎门大桥管理中心实时监控画面看到 ， 大桥仍有肉眼可见的轻微振动 。 近段时间 ， 我国多座知名悬索桥接连发生桥身“抖动”现象 ， 引起国内舆论广泛关注 。 究竟是何原因？这些现象之间有无共性？后续应如何对桥梁进行安全检查？
虎门大桥抖动事件发生后 ， 大桥管理部门联合交警部门及时采取双向交通管制措施 ， 广东省交通运输厅、广东省交通集团连夜组织了国内12位知名桥梁专家召开专题视频会议进行研判 。
广东省交通集团6日凌晨通报 ， 专家组初步判断 ， 虎门大桥悬索桥本次振动的主要原因为沿桥跨边护栏连续设置水马 ， 改变了钢箱梁的气动外形 ， 在特定风环境条件下 ， 产生了桥梁涡振现象 。
虎门大桥大修办公室副总工程师张鑫敏在接受采访时表示 ， 当时沿着护栏立柱摆了一层水马 ， 相当于把护栏立柱的透风孔给堵住了 ， 水马对桥梁的抗风外形产生了变化 ， 所以产生涡振 。
一位不愿意透露姓名的业内专家6日在接受《环球时报》采访人员采访时对“涡振”现象做了更浅显易懂的解释 。 他说 ， 虎门大桥的主梁为扁平钢箱梁 ， 是两边尖、中间横高的样式 ， 从外形上看 ， 它的上下两边呈直线 ， 两侧是三角形 ， 本身有流线型设计 。 这位专家表示 ， 大桥建完后 ， 桥面一般只有栏杆和吊索 ， “这是不阻风的 ， 阻风断面很小 ， 所以风吹过来是流线型 ， 大桥能够自动把风通过去 。 ”
该专家称 ， 这段时间虎门大桥在更换吊索 ， 为防止桥上通行车辆对施工界面造成影响 ， 于是施工方在紧急停车带放置了很多水马 。 “这些水马高度为1.2米 ， 一个挨一个 ， 而且是不透风的 ， 这就改变了大桥主梁原本流线型的形状 。 ”这位专家表示 ， 这时风再吹过来 ， 被水马阻挡后 ， 根据空气动力学原理 ， 会形成漩涡 ， 产生涡激力 。 涡激力对桥面进行作用 ， 下面的往上升 ， 上面的往下压 ， 使桥梁产生振动 。 “这种由涡激力产生的振动频率如果跟桥梁自振频率产生共振 ， 就会引起桥的振幅加大 。 ”
该专家告诉《环球时报》采访人员 ， 这种由涡激力引起的桥梁共振 ， 简称“涡振” ， 一般是在低风速状态下发生 。 目前看来 ， 虎门大桥的主体结构没有受到太大影响 。
撤走水马之后 ， 虎门大桥在6日出现的后续晃动又是怎么回事呢？虎门大桥大修办公室副总工程师张鑫敏接受媒体采访时表示：“目前的抖动可能是惯性原因 ， 它会慢慢消除 。 ”此外 ， 广东虎门大桥公司工作人员也在回应媒体采访时表示 ， “目前 ， 已拆除桥面上的水马 ， 因为恢复期比较长 ， 所以还有抖动 。 ”
著名桥梁结构专家、国际桥梁与工程协会主席葛耀君6日在接受媒体采访时认为 ， 二次涡振的成因与第一次涡振没有直接联系 ， 目前已经安排仪器观测数据 ， 专家组正在对二次涡振的成因进行调查 。
著名桥梁专家吴明远6日晚在虎门大桥涡振采访人员答疑会上称 ， 6日中午过后 ， 虎门大桥抖动已经基本平息 。 根据目前检测的结果 ， 此次涡振并未影响虎门大桥的整体结构 。 据张鑫敏介绍 ， 目前正在对大桥进行全面的检测 ， 至于何时通车 ， 目前尚不能确定 。
哈尔滨工业大学（深圳）土木与环境工程学院教授肖仪清6日接受媒体采访时称 ， 悬索桥属于柔性桥 ， 大跨径悬索桥出现小幅振动属于正常现象 ， 这次产生涡振的虎门大桥主跨径达888米 。 悬索桥有时在较低风速下产生振动 ， 幅度较小眼睛不能分辨 ， 在特殊条件下会产生较大振幅 。 如果水马拆除后还有显著振动 ， 则需要做专门检测和研究 。
事实上 ， 此次虎门大桥的异常晃动现象并非近期首次 。 4月26日下午 ， 武汉鹦鹉洲长江大桥桥体就出现过可感知的上下晃动现象 。 近来接连出现类似大桥晃动情况 ， 之间是否存在共性？对于鹦鹉洲长江大桥出现的晃动 ， 上述匿名专家认为 ， 从表象来看 ， 鹦鹉洲大桥的晃动也是一种由风引起的振动 。 这位专家告诉《环球时报》采访人员 ， 在各种类型的桥梁中 ， 在对抗风方面最为敏感的就是悬索桥 。 “悬索桥本身对风是易感的 ， 所以这几十年来 ， 在抗风课题上主要都是对这种大跨度的悬索桥进行研究 。 ”他说 ， 悬索桥的跨度一旦超过1000米 ， 由风所引起的振动除了涡振以外 ， 还有“颤振”和“抖振” 。 这些情况在桥梁风现象中都是存在的 ， 该专家表示不必过于担心 ， 只要能控制得住 ， 对桥梁结构、安全不产生影响就可以了 。 该专家表示 ， “自从美国塔科马桥塌了之后 ， 兴起了桥梁风工程学科 。 ”该专家介绍说 ， “我国从上世纪90年代开始修建虎门大桥时 ， 已充分吸收国外桥梁抗风理论和抗风方面的经验教训 ， 所以在后续的我国悬索桥的设计中 ， 都做过专门的抗风的理论和实验研究 。 ”


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