红星新闻不到10天一连两座悬索桥发生振动 是巧合吗?( 二 )


据郑凯锋进一步分析,武汉鹦鹉洲长江大桥梁体为开口截面组合梁,抗扭刚度较小,风致振动,出现的为轻微扭转振动;而虎门悬索桥属于闭口截面钢箱梁,梁体扭转刚度较大,发生扭转振动的可能性小,同时梁很宽、横向弯曲刚度大,也不可能发生横向弯曲振动,但是其梁高小,竖向弯曲刚度较低,容易发生竖向弯曲振动,此次异常振动就是这种情况。
虎门桥梁体扭转刚度远大于塔科马桥
极大概率不可能发生风致桥毁事件
近段时间,桥梁涡振相关话题备受关注,一段“塔科马海峡吊桥风致桥毁”的视频在网上热传。视频显示,在1940年,塔科马海峡吊桥建成,但在四个月后,刮起一阵大风,桥面如海浪般不断波动,顷刻间垮塌。
红星新闻不到10天一连两座悬索桥发生振动 是巧合吗?
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▲塔科马海峡吊桥垮塌。图据《商业内幕》
对此,郑凯锋称,如前面所述,虎门桥梁体扭转刚度远大于塔科马桥的刚度,所以,极大概率不可能发生风致桥毁事件,公众无需紧张和恐慌,更不必引发极端联想。
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▲一个摄制组正好拍下塔科马海峡吊桥波浪起伏的画面。图据VICE
郑凯锋表示,特定风场导致梁体振动有三种可能:第一,如果梁体抗扭刚度大,就不会发生扭转振动,但可能出现竖向弯曲或横向弯曲振动;第二,如果梁体抗扭刚度较弱,则可能出现扭转振动;第三,个别梁体抗扭刚度更弱,则可能出现扭转振动进一步扩散,导致梁体由局部断裂发展为整体垮塌。第三种则为塔科马海峡吊桥出现的情况。
“涡振是一种偶然现象,只要振幅在设计允许范围内,桥梁结构运行便正常。”
郑凯锋称,而风致桥梁振动是相对复杂的空气动力学问题,世界多座桥梁都出现过,为此,在1993年桥梁设计中,设计部门公规院委托北京大学和同济大学等进行钢箱梁截面风洞试验研究,结果均表明其空气动力性能良好。
但是郑凯锋认为,此次梁体异常振动也提醒其它桥梁的管理部门,类似于摆放施工隔离带、改变梁体断面特性的临时措施需要慎重。


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