[分享]虎门大桥颤动！堆物改变主梁气动外形？

【涨知识】虎门大桥颤动！堆物改变主梁气动外形？再看下塔科马大桥垮塌神级分析！

5月5日下午14时许，虎门大桥悬索桥桥面出现可感知的波浪般晃动，虎门大桥自1997年通车23年以来从未发生如此振动。

根据大桥风致理论，悬索桥主梁的风致振动主要包括：（1）高风速颤振发散；（2）低风速均匀风场下的涡振；

悬索桥颤振（Flutter）：振动的桥梁通过气流的反馈作用不断吸取能量，当达到临界风速时使振幅逐步增大直至最后使结构破坏的发散性振动。该振动多发生在风速较大的情况，根据节段模型风动试验，虎门大桥的颤振临界风速大于79m/s，远大于现在发生振动的约9m/s，因此可以排除这种情况。

涡激共振（Voxtex-excited Resonance）：风绕流经钝体结构时可能发生旋涡的脱落，出现两侧交替变化的涡激力，当旋涡脱落频率接近结构的自振频率时，所激发出的结构共振现象。多发生在小于25m/s的较低风速，与本桥的情况吻合。

近日风振现象主要表现为：（1）主梁发生周期性规律竖向振动；（2）风振风速大概在4级~5级（风速9m/s左右）风速期间。根据大桥的振动情况，初步判断，本次发生的风振属于主梁竖弯涡振。涡振属于有限幅值的振动，由于主梁的气流旋涡脱落频率与主梁自振频率接近引起的，不会引起大桥的安全问题。同时，本次涡振主要是由于大桥在检修期间，在桥面堆放了施工附属物体（水马等），改变了主梁的气动外形造成的。

据人民日报客户端消息，截至发稿时，事发桥面已经停止抖动。而据专家初步分析，该现象属于限幅涡振，在大跨桥梁上比较常见；桥梁主体结构未受损。具体原因还有待专家进一步检测确证。大桥业主方请广大公众不必过于恐慌，后续会根据检测结果发布相关信息。

从15点20分开始，虎门大桥公司联合交警对主线、太平立交站、威远A站、南沙B站入口实施全封闭交通管制；并对广珠东线、广珠北段、广深沿江高速、广深高速等相关路段进行远端分流。

16点06分，虎门大桥公司启动《虎门区域跨江大桥应急保畅通联动预案》一级响应，太平立交站、威远A站、南沙B站入口均实施全封闭交通管制，往广珠东高速方向车辆分流至威远B站出口、往广深高速方向车辆分流至南沙A出口下高速。后续大桥解封时间还有待确定。

记者从广东省交通集团获悉，目前，已组织养护技术人员对桥体进行检查并组织专家研判，相关领域专家已赶赴现场，对桥面抖动情况进行实地分析，虎门大桥桥梁专业人员介绍，桥梁遇到特殊风况会晃动是正常的，一般遇到旋涡风桥面晃动比较大。不久前长江鹦鹉洲大桥也出现类似现象。

在综合了哈尔滨工业大学深圳校区柳成荫、肖仪清和顾磊等老师意见后，专家分析认为，现场风速达到8m/s左右，引发桥梁限幅涡振。据悉，目前，虎门大桥正在维修施工中，桥面加了1.2米高的挡墙（水马），从而破坏了断面流线型引发涡振。目前，挡墙正在拆除。

记者查询了解到，桥梁涡振是一种兼有自激振动和强迫振动特性的有限振幅振动，它在一个相当大的风速范围内，可保持涡激频率不变，产生一种“锁定”(lock-on)现象。桥梁涡激共振的有限振幅计算是一个十分重要但又异常困难的问题，目前国内外还没有形成一套比较完整的桥梁涡振分析理论。实用上，采用一种半理论半实验的方法，以近似地估算涡激共振的振幅。

以下为1940年塔科马大桥倒塌原因分析：

塔科马海峡大桥小数据

桥梁形式：悬索桥，主跨：2800英尺（853米，全长：5000英尺（1524米），通航净空：195英尺（59.4米）

通车日期：1940年7月1日 　

坍塌日期：1940年11月7日