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经历"涡振"的虎门大桥继续封闭

2020-5-6 22:29| 发布者: David902| 查看: 1175| 评论: 4

摘要: 5日下午2点多，虎门大桥悬索桥桥面出现可感知的波浪般晃动，自1997年通车23年以来从未发生如此振动。对于本次异常，相关主管部门及时组织专家研讨分析，初步判断，虎门大桥本次振动主要原因是，主桥维保工作过程中在 ...

5日下午2点多，虎门大桥悬索桥桥面出现可感知的波浪般晃动，自1997年通车23年以来从未发生如此振动。

对于本次异常，相关主管部门及时组织专家研讨分析，初步判断，虎门大桥本次振动主要原因是，主桥维保工作过程中在桥面沿线连续设置了高度1.2m的水马（施工临时围挡），改变了钢箱梁的气动外形，在特定风环境条件下，产生的桥梁涡振现象。因此，主梁迎风面的形状非常重要，需要谨慎应对。

换言之，放置了水马之后，桥梁原本流线型的形状被改变，迎风面增加了一条钝边，钝边加剧了涡脱效应，导致桥梁振动幅度比正常情况要大。
虎门大桥是大跨径悬索桥，属于柔性结构，平时也在振动，只是振幅小一些，大家感觉不明显。当风场引起的涡脱频率与大桥主梁自振频率相近时，就会激发较大幅度的共振，所以大家感觉明显。涡激共振是一种有限振幅的振动，也就是说，其振动幅度会稳定在某个程度，而不会持续增大。

在水马撤除后，虎门大桥的振动幅度明显减小。也就是说，此次虎门大桥发生振动，与水马导致气动外形改变有较大关系，是特定条件下的特殊现象，属于偶发事件。

虎门大桥发生振动后，有网友就联想到了同属悬索桥的美国塔科马大桥。虽然这两座桥都受到了风的影响，但塔科马大桥的悲剧是因为本身结构设计出现了问题。

（1940年11月7日，塔科马大桥出现1米多的波浪形起伏。）
首先，塔科马大桥主跨长853.4米，桥宽却只有11.9米，桥面过于狭窄，而且仅有2.4米高的钢梁也无法使桥身产生足够的刚度。
其次，在原计划中，风可以从桁架梁之间自由穿过，但换成普通的钢梁后，风只能从桥上下两面通过。再加上大桥两边的墙裙采用了实心钢板，横截面构成H形结构，对风的阻挡效果将更加明显。以致于在这座大桥通车的几个月的时间里，就发生了数次幅度较大的振动，这种大幅振动对桥梁构件产生损害，1940年，塔科马大桥在通车4个月后以塌陷告终。
需要说明的是，塔科马大桥发生风毁时的振动属于高风速下的颤振，而不是低风速下的涡激振。颤振与涡激振最大的区别有两点：
一、颤振是在高风速下才会发生，而涡激振一般在低风速下发生；
二、颤振的振幅会逐渐增大最终导致结构破坏，而涡激振的振幅是会稳定在某个水平，不会无限增大。

然而，虎门大桥本身的结构设计及质量并无问题。虎门大桥曾通过我国最大尺寸的气弹性模型风洞试验，保证了大桥的抗风稳定性。而且，继塔科马大桥事件之后，工程界已经对风致振动有充分的认知和研究。在设计建造虎门大桥时，钢箱梁的两边安装了类似机翼形状的风嘴，可大幅降低涡脱效应。

并且，虎门大桥也有一套这样的监测系统，通过对桥的连续位移进行实时监测，了解桥梁结构在各种作用下的实际受力状态和工作状况；同时通过分析监测结果得到结构的振动参数，验证结构的抗风、抗震设计，实现对大跨桥梁安全的实时监测。

从目前来看，虎门大桥发生的是一种有限振幅的振动，这种振动对于桥梁的结构安全和耐用性没有影响。

为确保大桥交通安全万无一失，虎门大桥管养单位已紧急开始对大桥进行全面检查检测，同时交通运输部已组建专家工作组到现场指导，虎门大桥将继续封闭双向交通，有关单位正全力加快检测，以争取尽早开放交通。在此期间，广大司乘人员可以提前选择合适的路线绕行。

风风雨雨23年，虎门大桥曾是支撑珠三角珠江东西两岸经济的重要桥梁，连接着京珠高速公路和广深高速公路，为粤港澳大湾区各城市互联互通和经济繁荣发展发挥了重要作用。

好在，如今随着大湾区建设的不断推进，一条又一条横跨珠江东西两岸的桥梁、通道陆续出现。2019年4月初，继虎门大桥后又一条沟通珠江出海口两岸的大型跨江悬索桥南沙大桥正式通车。
通车一年来，南沙大桥已成为珠江口主要过江通道，缓解此前珠江口过江通道不足的压力，为粤港澳大湾区城市互联互通打通新动脉。
今年“五一”假期首日，虎门大桥车流量约10.61万车次，南沙大桥车流量约20.58万车次，南沙大桥已取代虎门大桥成为主要过江通道。
同时，万众期待的超级工程——深中通道也在加紧建设中，项目即将进入人工岛海底隧道工程阶段，预计今年六月底将正式进行沉管投放，2024年实现通车。建成后，从深圳到中山只需要20多分钟，东往深圳、西往中山、北往广州、南往香港，真正实现大湾区城市间快速便捷交通转换、互联互通。

（深中通道建设工程）

除了深中通道，连接深圳、珠海两个经济特区的深珠通道也在加速推进。
位于深中通道与港珠澳大桥之间，东起深圳前海，经淇澳岛，西至珠海京珠高速互通立交的深珠通道，在“走汽车”之外，还能“跑火车”。项目建成后，将推进大湾区内基础设施互联互通的需要，有利于构建大湾区一小时生活圈，促进人流、物流等要素流动便捷高效。