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4600米虎門大橋竟被風吹晃(huǎng)動,問題到底出在哪裏
更新時間:2021-04-10 17:51
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5日下午,廣東虎門大橋發生異(yì)常晃動,不少車主表示開(kāi)車就像坐船,從監控視頻可以看出大橋有明顯起伏波動。隨後,大(dà)橋管理部門封閉了大橋,並對大橋晃動原因進行調查。近期以來,不止虎門大橋發生了(le)晃動,4月26日晚,武漢(hàn)鸚鵡洲長江大橋也發生了波浪般的晃動,引發了不少討論和擔憂。大橋為何會發生晃動?會不會影響(xiǎng)橋體整體安全?

大橋振動肉眼(yǎn)可見,開車如坐船

“剛才的我真的嚇得抓緊把手,第一次有坐船的感覺,眼(yǎn)前的景象一上一下的晃動。”5日下午,不(bú)少網友在微博發文稱廣(guǎng)東虎門大橋發生異(yì)常(cháng)波浪抖動,行車在虎(hǔ)門大橋橋麵,有“爆胎”的感覺。

據據廣東省交通集團通報,5月5日下午14時許,虎(hǔ)門大(dà)橋懸索橋(qiáo)橋麵發生(shēng)明顯振動,橋(qiáo)麵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,聯合交警(jǐng)部門及時采取了(le)雙向交通管製措施。廣東省交通運輸廳、省交通集團連夜組織國內12位知名橋梁專家(jiā)召(zhào)開專題視頻會議進行了研判。

為(wéi)確保大橋(qiáo)交通安全萬無一失,虎門大(dà)橋管養單位已緊急(jí)開始對大橋進行全麵檢查檢測,同時交通(tōng)運輸部已(yǐ)組(zǔ)建專家工作組到現場指導。

當晚7點50分許,虎門大橋再次異常抖動,6日淩晨,通過實時監控畫麵可以看到,大橋仍有肉眼可見的輕微振動。

這一幕相似的畫麵也曾出現在4月26日晚的武漢鸚(yīng)鵡洲長江大橋,多名車主反映,當時大橋橋體波浪般晃動不止,仿佛是坐船一般。

水馬(mǎ)改變橋體氣動外形,風漩渦帶動橋梁晃動

虎門大(dà)橋是廣深珠高速公路(lù)網的主要組成部分,連接珠江(jiāng)兩岸,溝通深圳、珠(zhū)海等重要城市,是廣東沿海地區(qū)的重(chóng)要(yào)交通樞紐(niǔ)。虎門(mén)大橋(qiáo)於1992年動工(gōng)建(jiàn)設(shè),1997年建成通車。

我國的橋梁大部分都會按百年規劃來設計(jì),虎門大橋隻(zhī)有20多歲,尚很年輕,為何會發生異常晃動?根據專家組的初步判定,罪魁禍首很可能(néng)是由風(fēng)。不過也有車主反映,當時橋麵風力並不大,根據(jù)專家分(fèn)析認為,現場風速為8米(mǐ)/秒左右,風力等級隻有5級。並且,虎(hǔ)門大橋作為國家重點工程,處於台風多發地帶(dài),在設(shè)計之初就已經充分(fèn)考慮(lǜ)這一因素,抗(kàng)風係(xì)數很高(gāo)。

問題出在哪裏?據虎門大橋(qiáo)維修辦公室副總工程師張鑫敏介紹,當時在(zài)做橋麵(miàn)全麵檢修的工作,沿著護欄立柱,擺了一層水馬,水馬改變了(le)鋼箱梁(liáng)的氣動外形,在特定風環(huán)境條件(jiàn)下,產生了(le)橋梁渦振現象。

根(gēn)據通報,武漢鸚鵡洲長江大橋振動也是特定風況引起的。2012年,央視《走近科學》欄目報道了(le)港珠澳大橋模型進行的抗風試驗。該實驗用模擬的手法對港珠澳大(dà)橋(qiáo)是否會產生(shēng)那種破壞性晃動進行測試,並(bìng)找到晃動的原因和解決方案。

實驗發現,特定等級的風會形成的有節奏的漩渦,風漩渦作用於橋塔和橋(qiáo)梁,造成大橋晃(huǎng)動。要消除風的這種破壞性作用就必須在外形上去掉能形(xíng)成風漩渦的結構。在分別對橋梁和橋塔進行試驗後,試驗者察覺到,橋梁(liáng)底部背風麵的檢修車軌道和(hé)橋塔的形狀是形成風(fēng)漩(xuán)渦的元凶。最(zuì)後,實驗人員(yuán)通過在檢修車軌(guǐ)道(dào)上(shàng)加導流板(bǎn)和對橋塔迎風麵的小小改(gǎi)造,將(jiāng)風(fēng)漩渦引(yǐn)開、打散,使其無法形成節奏,從而消解了風的破壞性作用(yòng)。

有專家(jiā)表示,理論上發生(shēng)渦振的概率比較低。渦振的發生,不一定需要風特別大,低速風也有可能,主要是風速(sù)和橋梁(liáng)結構(gòu)的自振頻率剛(gāng)好吻合。

5日下午6點,虎門大(dà)橋將水馬撤掉,大橋渦(wō)振逐漸平緩,趨向停止。不過,當晚橋麵再次發生異常晃動,目前關於第二次振動的原因正在調查。張(zhāng)鑫敏稱,之所以(yǐ)仍有抖動,可能是慣性的原因,渦振會慢慢自動消除。

風力不超設計範圍,不用擔心結構安全

不少網友關心,此次(cì)晃動會否影響(xiǎng)虎門大橋的結構安全。據(jù)廣東省(shěng)交通集團通報,大跨徑懸索橋在較低風速下存在渦振現象,振動幅度較小不易察覺,僅在特殊條件下會產生較大振幅,不影響橋(qiáo)梁結構安全(quán),會影響(xiǎng)行車體驗感、舒適性,易誘發交通安全事故。

根據現有(yǒu)掌(zhǎng)握的數據和觀測到的現象分析,虎門大橋懸索橋結構安全可(kě)靠,此次振動也(yě)不會影響虎門大橋懸索(suǒ)橋後續(xù)使用的結構安全和耐久性。

有專家介紹,橋梁結構振動會增大按靜力計算的內力和可能引起結構局部疲勞損傷,或會形成影(yǐng)響橋上行車的舒適與安全的振動變(biàn)形(xíng)和加速度,甚至是橋梁完全破壞。

1940年秋,美國(guó)塔科(kē)馬吊橋(qiáo)因風致振動導致橋(qiáo)梁扭(niǔ)轉顫振而破壞。風振也會影響橋梁的使用。風引起的振動,可能是主梁的振動,也(yě)可能是斜(xié)拉索振動,吊杆(gǎn)振動,這些振動不一定會導致橋梁垮(kuǎ)塌(tā),但是會影(yǐng)響(xiǎng)橋梁運行的安全及人的感(gǎn)受。

中鐵四局集團市政工程有限公司總工程師周(zhōu)江認(rèn)為,抗風設計規範(fàn)的現代懸索橋,隻要風力不超(chāo)過設計允許範圍,其結構安全性是不用擔心的。

實(shí)際上,為了實時了(le)解橋(qiáo)梁的安全要素,現代橋梁一般都有健康監測與(yǔ)評估係統。這是一套軟硬件結合的係統,對橋梁的裂縫、航道、車流量、大橋的環境溫度、振動情況、移位情況等進行(háng)實時監測預警。

業內人士(shì)稱,虎門大(dà)橋也有一套這(zhè)樣的監測係統,通過對橋的連續位移進行(háng)實時監測,了解橋(qiáo)梁(liáng)結構在各種(zhǒng)作(zuò)用(yòng)下的實際受力狀態和工作狀況;同時通過分析監測結果得(dé)到結構的振動(dòng)參數,驗證結構的抗風(fēng)、抗(kàng)震設計,實現對大跨(kuà)橋梁安全的實時監測。這位業內人士表示,像虎門大橋這樣的重要(yào)樞紐監測係統應該會保持良好運(yùn)轉,為大橋的健康運(yùn)營保駕護航。

除(chú)此(cǐ)之外(wài),根據《城市橋梁(liáng)養護技術標準(zhǔn)》相關規定,大橋(qiáo)管理部門要(yào)對橋梁(liáng)檢查進行經常性檢查(chá),定期檢測和特殊檢(jiǎn)測。經常性檢查根據橋梁的(de)養護(hù)類別、養護等級和技術狀(zhuàng)況分別製定巡檢周期,一般為1-7天檢查一次。

(齊魯晚報·齊魯壹點記者 時培磊 綜合 央視新(xīn)聞、科技日報、上遊新(xīn)聞等整理)

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