涡怎么读 虎门大桥异常振动 听听交大专家怎么说

以下文章来源于城市进化论 ，作者黄名扬

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为什么虎门大桥仍未停止振动？

震动会不会越来越大？

有没有安全风险？

5月5日下午，广东虎门大桥发生异常晃动，引起全网关注。

5月6日上午，据“广东交通集团”微信公众号通报，广东省交通运输厅、省交通集团连夜组织国内12位知名桥梁专家召开专题视频会议进行了研判。

根据报告，专家组初步判断虎门大桥悬索桥的振动主要是由于桥跨护栏连续安装水马改变钢箱梁气动外形，导致桥梁在特定风环境条件下产生涡流振动。

根据现有掌握的数据和观测到的现象分析，虎门大桥悬索桥结构安全可靠，此次振动也不会影响虎门大桥悬索桥后续使用的结构安全和耐久性。

振动发生后，桥梁管理部门立即关闭桥梁，拆除两侧护栏挡土墙。但据@新华视点报道，虎门大桥在过去23小时内经历了数次振幅增强周期。截至5月6日14时30分，虎门大桥振动开始减弱。

视频截图

作为参加上述专题视频会议的专家之一，西南交通大学教授廖及其团队承担了港珠澳大桥所有通航桥梁和钢箱梁非通航桥梁的抗风性能研究，为港珠澳大桥的抗风设计和风致振动抑制措施提供了科学依据。

为什么虎门大桥仍未停止振动？有没有安全风险？对于诸多热点问题，廖海黎接受《每日经济新闻》记者专访，作了详细解读。

虎门大桥:

1997年建成通车的虎门大桥，是广深珠高速公路网主要组成部分，连接珠江两岸。该桥投资近30亿元，是国家重点工程，也是我国第一座大跨度钢箱梁悬索桥。其无论设计还是施工，均为国内首次尝试，在我国桥梁史上具有特殊地位，多项技术曾获创新大奖。

图片来源:图片网

1.过大的振动是不正常的

NBD:虎门大桥桥梁专业人士此前回应称，桥梁遇到特殊风况发生晃动是正常现象。一般遇到涡流风时，桥面震动很大。你能更详细地解释一下吗？

廖海黎：桥梁结构振动是正常的，不可能没有振动。不管是风的作用，还是车辆的作用都有振动，只要振动不大、人感受不到，这种振动就是无害的。

虎门大桥是一座大跨度悬索桥，属于柔性桥。悬索桥具有很大的灵活性，具有跨越能力强、跨度大的优点，但缺点是在风的作用下容易发生振动。振动正常，但过度振动不正常，过度振动至少会影响驾驶舒适性；如果振动过大，也会影响行车安全。

2.要完全恢复静止需要时间

NBD:昨天虎门大桥的异常振动是大振幅振动吗？有人提出，虎门大桥在遭遇超强台风“山竹”袭击时，震动没那么大。你认为虎门大桥这次异常振动的原因是什么？

廖海黎：从视频上看，振动的幅度相当不小了，属于异常振动。

我们昨天在专家会议上也讨论过这个问题。现在的共识是，现阶段桥梁正在进行吊索更换，这是正常的维护。然而，更换吊索时，许多“水马”，即塑料临时隔离装置，被放置在桥面上。我们认为这是诱发桥梁振动的原因之一。

所以这次异常振动，初步判断并非在正常运行状态下发生，而是由于临时放置的设施引起。如果撤掉水马桥梁恢复到以前的正常状态，这种异常振动应该就不会一直存在；如果涡振仍未停止，其原因可能需要有具体观测数据才能判断。一个上万吨的钢铁巨物一旦被发动起来，要完全恢复静止也是需要时间的，因为风还在不停地吹着。

虎门大桥图片来源:图片网

3.涡激振动不影响桥梁结构安全

NBD:国内外类似桥梁的异常振动是否普遍？原因都差不多吗？

廖海黎：从丹麦的大海带桥，到日本东京湾桥、俄罗斯伏尔加河大桥，再到前段时间武汉的一座悬索桥——鹦鹉洲大桥晃动，不管国内还是国外，发生风致振动的报道还是有一些。

这些桥梁的振动原因基本相同，即涡激振动。涡激振动是风致振动的一种，其特点是在低风速下，如三、四、五级风时有振动的可能。这也意味着这种振动的频率会比较高；涡激振动的另一个特点是振幅有限，不影响桥梁结构本身的安全性，但主要体现了人的舒适性和行车的安全性。

4.不用担心虎门大桥被“吹垮”

NBD:有人担心这种震动会不会越来越大，甚至演变成国外桥梁被炸塌的情况。

廖海黎：国外的确出现过这种情况。美国的塔科马海峡吊桥1940年7月通车，4个月后就被风吹垮。该桥开始是小幅度振动，后来风越来越大、振动越来越大之后桥毁掉了。

不过虎门大桥应该说不用担心这个问题。桥梁的风致振动有很多种类型，我们更关注两种类型的振动，一种是涡激振动，另一种是颤振。颤振是一种严重的振动，在高风速下可能会损坏桥梁结构。虎门大桥的颤振风速实际上高于超强台风。

在美国1940年塔科马吊桥坍塌后，颤振就被作为大跨度桥梁设计中第一重要的因素来考虑，现在的科技手段能够保证桥梁在寿命期不发生颤振。所以经过专门抗风试验的大跨度桥梁，只要试验、设计和施工中没有什么失误，抗风安全性都是有充分保证的。

塔科马吊桥坍塌后，世界上没有一座桥梁因颤振而出现问题。虎门大桥的涡激振动和颤振试验肯定是在当时进行的，这次发生的涡激振动是由异常因素引起的偶然振动。

5.对“老桥”抗风性无须担心

NBD:虎门大桥于1997年建成通车。此后，该桥的抗风设计和风致振动抑制措施不断发展。很多人关心的是，在此之前的“老桥”抗风能力是否会相对较差。未来长期运行是否安全？

廖海黎：虎门大桥到现在已经通车20多年了，包括抗风设计技术在内的各方面技术有了长足进步，但“老桥”的抗风安全性应该不用担心。

一方面，过去和现在的技术和认识肯定会有差距，但是虎门大桥设计的时候，风阻是能够保证大桥安全的。后来为了让桥跑得更安全更好，我们继续做了一些新技术的研发。比如桥梁的减振技术，应该说在20多年前提高了不少。

另一方面，虎门大桥是我国第一座大跨度钢箱梁悬索桥，具有里程碑意义。在那之前，我国的大桥基本上都不是悬索桥、斜拉桥等所谓的柔性桥梁，柔性桥梁在我们国家的发展，也就是近20多年的事情。

在此之前，一些较老的桥梁，如1957年建成的武汉长江大桥，都是桁架梁，属于梁桥。梁桥的跨度没有柔性桥大，但抗风能力比柔性桥好，所以那些“老桥”不用担心抗风问题。

武汉长江大桥图片来源:摄图网

6.港珠澳大桥克服台风难题

NBD:那么，世界上在桥梁抗风方面有没有技术瓶颈？港珠澳大桥规模较大。风阻方面有哪些突破或创新？

廖海黎：现在已经开始发展超大跨度桥梁了，这对柔性桥梁的抗风提出了更高要求。

事实上，土耳其已经在建造跨度超过2000米的悬索桥，中国也在规划跨度超过2000米的桥梁。超大跨度悬索桥可能会带来一些新的问题，如非线性问题，需要在设计理论、方法和技术上有新的发展来满足需要。

港珠澳大桥全长50多公里，整体上虽是一个很长的桥，但其中大部分都是普通的、跨度不大的桥梁，只有几座在航道上的通航孔桥属于大跨度柔性桥梁——斜拉桥。从斜拉桥的跨度对比，世界范围内这几座桥的跨度实际上又不算大了，国内外比其跨度大的斜拉桥还有不少。

图片来源:港珠澳大桥管理局

但是港珠澳大桥所处的地理位置比较特殊，当地经常发生台风，所以当时这几座通航孔桥的抗风设计中需要克服一些技术难题。当时我们团队专门针对这些难题做抗风试验，对于涡激振动和颤振等，也都采取了一些技术上的措施，能够保证桥梁运行的安全和舒适性。

内容来源:国家商报黄

本期编辑：交大新媒体 魏钰泓

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