一級注冊建筑師|渦振對虎門大橋影響大嗎?老師給出答案！
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5月5日14時(shí)許，虎門大橋懸索橋橋面發(fā)生明顯振動，橋面振幅過大影響行車舒適性和交通安全，大橋管理部門迅速啟動應(yīng)急預(yù)案，聯(lián)合交警部門及時(shí)采取了雙向交通管制措施。
網(wǎng)友關(guān)心的問題：
虎門大橋?yàn)楹伟l(fā)生振動?
是否會對橋梁造成損害嗎?
官方最新回應(yīng)來了
廣東省交通運(yùn)輸廳、廣東省交通集團(tuán)連夜組織國內(nèi)12位知名橋梁老師召開專題視頻會議進(jìn)行了研判。
廣東省交通集團(tuán)6日凌晨通報(bào)稱，老師組判斷，虎門大橋5日發(fā)生振動系橋梁渦振現(xiàn)象，并認(rèn)為懸索橋結(jié)構(gòu)安全可靠，不會影響虎門大橋后續(xù)使用的結(jié)構(gòu)安全和耐久性。
老師組初步判斷，虎門大橋懸索橋本次振動主要原因是，由于沿橋跨邊護(hù)欄連續(xù)設(shè)置水馬，改變了鋼箱梁的氣動外形，在特定風(fēng)環(huán)境條件下，產(chǎn)生的橋梁渦振現(xiàn)象。
大跨徑懸索橋在較低風(fēng)速下存在渦振現(xiàn)象，振動幅度較小不易察覺，僅在特殊條件下會產(chǎn)生較大振幅，不影響橋梁結(jié)構(gòu)安全，會影響行車體驗(yàn)感、舒適性，易誘發(fā)交通安全事故。
目前，虎門大橋橋面已基本恢復(fù)常態(tài)。為確保大橋交通安全萬無一失，虎門大橋管養(yǎng)單位已緊急開始對大橋進(jìn)行全面檢查檢測，同時(shí)交通運(yùn)輸部已組建老師工作組到現(xiàn)場指導(dǎo)，虎門大橋?qū)⒗^續(xù)封閉雙向交通，有關(guān)單位正全力加快檢測，以爭取盡早開放交通。
大修團(tuán)隊(duì)見解
虎門大橋大修辦公室副總工程師張鑫敏5日晚接受央視新聞采訪時(shí)表示，大跨徑懸索橋，由于風(fēng)的作用，會有顫振和渦振。簡單來說，顫振可能產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，對橋梁結(jié)構(gòu)有破壞作用，而渦振對橋梁結(jié)構(gòu)不會有影響，只會對行車舒適度有影響，其最明顯的特征是，橋面上下振動。而渦振產(chǎn)生的原因是，風(fēng)作用在橋面上，跟橋的自振頻率一致，產(chǎn)生共振，且是有限幅度的振動，一定范圍內(nèi)的振動，在低風(fēng)速的振動。風(fēng)速的變化，如大小、方向等，渦振會慢慢消除。
對于為何后續(xù)還會發(fā)生抖動，張鑫敏表示，虎門大橋是大跨徑懸索橋，屬于柔性結(jié)構(gòu)，抖動發(fā)生后，把橋面的水馬清理了，風(fēng)速也減小了，渦振就小了很多，之所以仍有抖動，可能是慣性的原因，渦振會慢慢自動消除。
張鑫敏介紹說，虎門大橋顫振臨界風(fēng)速為79m/s。經(jīng)檢測，5日下午，橋面的風(fēng)速為10-12m/s，約為5級風(fēng)速;當(dāng)晚，橋面風(fēng)速大約9m/s。當(dāng)前，工作人員正在對虎門大橋檢測，主要對風(fēng)速、振幅、大橋結(jié)構(gòu)物等進(jìn)行檢測，同時(shí)也邀請了對業(yè)內(nèi)權(quán)威老師開會研究，會對渦振的原因、大橋的抗風(fēng)性等進(jìn)行研究論證。
橋梁老師見解
橋梁老師、同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院橋梁工程系教授葛耀君在接受媒體采訪時(shí)解釋說，因?yàn)榛㈤T大橋在修吊桿和主纜，橋梁兩邊放置了臨時(shí)擋墻防止車撞，也就是俗稱的“水馬”。原來橋梁結(jié)構(gòu)是非常流線型，加了水馬就變得非常鈍體，容易引起渦振。
葛耀君通過現(xiàn)場視頻研判，估計(jì)5月5日的振動幅度為幾厘米或十幾厘米，這樣的振動看上去很大，但對新橋驗(yàn)收時(shí)，需要用滿載車輛測試橋梁承載力?；㈤T大橋主跨880米，就要下降四百分之一，也就是向下發(fā)生位移和變形2米多。
因此，他認(rèn)為此次振動不會對虎門大橋產(chǎn)生強(qiáng)度與安全性問題，但振動會讓人不舒服，車開上去會有危險(xiǎn)，交通還不能通。
延伸閱讀：
懸索橋顫振(Flutter)：振動的橋梁通過氣流的反饋?zhàn)饔貌粩辔∧芰浚?dāng)達(dá)到臨界風(fēng)速時(shí)使振幅逐步增大直至最后使結(jié)構(gòu)破壞的發(fā)散性振動。該振動多發(fā)生在風(fēng)速較大的情況，根據(jù)節(jié)段模型風(fēng)動試驗(yàn)，虎門大橋的顫振臨界風(fēng)速大于79m/s，遠(yuǎn)大于現(xiàn)在發(fā)生振動的約9m/s，因此可以排除這種情況。
渦激共振(Voxtex-excited Resonance)：風(fēng)繞流經(jīng)鈍體結(jié)構(gòu)時(shí)可能發(fā)生旋渦的脫落，出現(xiàn)兩側(cè)交替變化的渦激力，當(dāng)旋渦脫落頻率接近結(jié)構(gòu)的自振頻率時(shí)，所激發(fā)出的結(jié)構(gòu)共振現(xiàn)象。多發(fā)生在小于25m/s的較低風(fēng)速，與本橋的情況吻合。
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