虎门大桥事件解决方案

虎门大桥事件解决方案

异常抖动时间超过20个小时，虎门大桥将会如何解决呢？

虽然，虎门大桥出现的振动幅度，明显大于4月底武汉鹦鹉洲长江大桥出现的桥面抖动程度。但是，在桥梁专家们将虎门大桥抖动原因归结与水马和风况所致，并将大桥上的全部水马拆除之后，悬索桥却在6日继续出现了桥面抖动现象，只是不如第一次大家在视频中看到的那么剧烈罢了。

所以，很多人都关注虎门大桥的“二次异常抖动”到底是怎么回事，倘若与第一次并无关联，接下来虎门大桥又将如何解决？截至目前，虽然虎门大桥持续实施双向交通管制，但桥面的异常抖动现象已经基本平息，而从专家们对大桥整体结构的专业检测来看，也并没有在此次异常抖动事件中受到影响。

当然，由于虎门大桥在6日持续发生幅度较小的异常抖动，所以，难免会有不少人对桥梁专家们第一次给出的判断结果存有疑惑。所以，为了消除大家的恐慌，虎门大桥的副总工程师对此作出解释：之所以虎门大桥会在第一次剧烈震动之后，短时间内不间断的再次发生小幅度异常抖动，主要是因为惯性和风力的双重作用，能量的消耗需要一定的时间。

换而言之，当虎门大桥的桥体结构发生大幅震动之后，桥体本身也需要足够的时间来把该过程中产生的所有能量消耗掉。而且，桥梁专家们表示：可以确定的是，虽然异常抖动需要一定的时间来缓解和消失，但这一系列因桥梁涡振而导致的异常现象，并不会对桥梁结构的安全构成威胁。

正如大家现在所了解到的这样，在最近这段时间里，大桥发生异常抖动已不是第一次发生。而且，武汉鹦鹉洲长江大桥发生异常抖动的原因也是特定风况导致，只不过桥梁专家当时就表示，大桥呈现出的上下波形晃动幅度尚在桥梁设计的允许范围之内，再加上在之后的时间里也没有继续出现这样的情况，所以，这座大桥已经恢复通行。

事实上，当5月5日下午虎门大桥发生大幅度震动之后，12位桥梁专家在当晚就对此次异常抖动是否会影响大桥的安全通行做出评估，并于次日凌晨发布了虎门大桥悬索桥之所以会发生桥面波动，主要是因为沿桥连续设置的水马在风力作用下导致了钢箱梁的气动外形发生变化，于是才出现了大家在视频中看到的剧烈抖动，用专家们的专业术语来讲也就是所谓的桥梁涡振现象。

其实，很多人之所以会对大桥发生异常抖动感到恐惧，一方面是担忧生命安全无法得到保障，另一方面则是自己对大桥为什么会这样抖动并不了解。所以，对于我们大多数对大桥建设一无所知的人来说，很容易将专家口中的桥面涡振和我们以为的颤振混为一谈。然而，我们其实可以从涡振和颤振的定义上就简单直接的将两者区别开来。

简单来说，大桥涡振离不开风力的作用，这些大桥的桥梁一般都具有较大的跨度，大桥出现涡激振动其实就是风致振动现象中的一种。而作为气动弹力学重要问题之一的颤振就有所不同了，这种现象的发生与风力没有直接关联，指的是只要具有弹性的结构，当其受到空气或液体动力、惯性力和弹性力的耦合作用时，发生了剧烈的大幅振动便是所谓的颤振。

当然，像虎门大桥这样的大型桥体，的确具备了发生颤振或涡激振动的条件，但这两者所产生的影响却是完全不同的。涡激振动影响的是桥面通行车辆的舒适性，而颤振现象则危及桥梁的主体安全。虽然长时间维持涡激振动现象可能会导致大桥疲劳，但就目前的情况而言，虎门大桥整体已经趋于平静。之所以目前尚未公示确切的通车时间，主要是为了进一步对这座大桥进行更全面的检测，所以，大家也不要太过着急。

虎门大桥根本没有问题，所以不存在如何解决的说法，当前已经给出通报，大桥发生振动原因就是悬索桥的涡振现象，本身的结构安全性和耐久性不存在质量问题。

本次虎门大桥振动，更为准确的讲是建立在两种条件之上，分别是水马和特定风环境。原本虎门大桥设计时早就考虑到了气动外形，一般风力对虎门大桥不会产生影响，即便有振动也很轻微不可察觉，而本次强烈振动是因为桥梁上设置了大面积分流水马，改变了大桥原有的气动外形，所以才产生了涡振现象。

或许很多人对悬索桥的震动不理解，毕竟传统的石拱桥以及钢结构桥梁，跑火车都不会发生上下振动，这是因为悬索桥的主要原理就是由缆索作为承重构件，拉起桥梁路面，与传统的铁链吊桥原理是一样的，缆索一般都具有很高的韧性，当受外力干扰加大时，发生振动属于正常现象，可以想象一下小河上的铁索桥摆动更大。

虎门大桥在封闭一段时间，进行全面检查后，应该会重新开通，只需要将原先设置分流的移动水马撤下来就可以了，以虎门大桥缆索的设计参数来看，共使用了1.1万吨钢材，主缆钢索7800吨，强度和韧性比较充足，本次振动影响主要结构的可能性比较低。

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已经是危桥了，不能冒险，拆除重建才能保证安全。

上下波动这么大，还说大桥质量没有问题？任何材料都有疲劳性，何况大桥主要是金属构件，应该彻底检查，消除隐患。

虎门大桥必须要改变结构，改变它的固有频率，防止共振。从现象来看，桥质量还是很好的，剧烈摇晃还没被破坏。

古今中外也有这样的例子，古时，一军队列队过桥，桥垮了，并不是桥不能承受重量，是因为整齐的步伐踏在桥上的频率和桥的固有频率接近，桥振动得最厉害，桥不是压垮的，是震垮的。

1999年1月，才建成三年的四川綦江虹桥垮塌，当时笔者注意到报导中有“一队武警战士正列队走来”的描述。那么，问题来了，钢铁之躯的汽车来回穿梭都没有压垮过江大桥，而血肉之身的一支小小队伍整步行进却震垮了虹桥，这就是共振的威力，共振现象不可小觑。所以教科书上有规定，部队过桥步伐不能整齐划一，要走便步。阵阵春风尽管不大，但当风作用于桥的频率和桥的固有频率相等时，共振不可避免，使桥振动最厉害。如乐器就是利用共振发声的，任何物体的固有频率由它的形状、结构决定，改变它的结构就改变了它的固有频率，在同样条件下，增减某一部分的部件，它的共振现象就发生了改变。（第三张照片为綦江虹桥）

桥上竖直方向的结构板引起了桥的振动。它对风的阻力很大，风被挡之后，大量的气流便从结构板的上方经过然后压向桥面。由于吹过的气流因不断地被屈折而使速度增加，所以在竖直结构板的上方和下方压力降低（伯努利定律）。

如果风总是从板的正前方吹来，那倒不要紧，因为上下方的压力降低会互相抵消。但是，如果风的方向不停地变换的话，压力就会不断地变化。这一压力差作用在整个桥面上，并因挡风的竖直结构板后所产生的涡流而得到加强，结果桥就开始振动。与这类似的情况是电话线在压力差和涡流的作用下会产生啸声

虎门大桥出现如此大的晃动，估计一时半会通不了车。

我处在南沙大桥（虎门二桥）厚街白濠路段，二桥从我们旁边过，今天（5月6号）的车流明显大了许多，这里离虎门大桥也只有七八公里。

虎门大桥这么大的桥梁主跨路段都出现如此的晃动，应该要好好找到发生“窝振”的真正原因，彻底解除。如果这次大晃动影响到主塔结构或者斜拉索承受力，该怎么样就怎么样，切莫为了通车而通车，也许下一次的振晃幅度更大，那时候维修难度更大，真正成了危桥，该重建必须要重建。

其实虎门大桥西向设计存在缺陷，路面成坡度，大货车或者载重汽车途径往虎门方向时，车速自然降下来，所以形成了常年塞车蚁速前行的局面。

毕竟是上个世纪九十年设计的桥梁，设计理念与现在的车流量，差别太大，让虎门大桥承受了过负荷的运载力。

好采去年南沙大桥（虎门二桥）建成通车了，大大缓解了虎门大桥的交通压力，要不然，这种晃动现象提早就发生了。

大家本着科学的态度，担心是必然的，还是慎重处理这次大桥的晃动，以安全为重，能通车则通，不能通车，该维修还是怎样，交给国内外权威机构与专家汇诊。

我们期待虎门大桥再无昨天晃动的现象！

这是技术和科学的问题。

找原因和解决方案是必须的，个人见解：问题查明和解决前慎用。

专业的问题由专业人士解决。

虎门大桥是我国广东省的一座跨海大桥，主要连接广州市南沙区和东莞市虎门镇，位于珠江狮子洋之上，是非常重要的交通枢纽。虎门大桥1992年动工，经过5年的建造时间1997年建成试用，1999年通过竣工验收正式投入使用。

一般跨海大桥的设计寿命是60-120年，虎门大桥的设计寿命是100年。现在虎门大桥通过验收使用时间是21年，和它的设计寿命相比相差甚远。

在今年的五一假期最后一天虎门大桥由于风速较大发生了大幅度的震动，为了确保安全立马就进行了“封桥”。专家组也对虎门大桥进行了研究分析，最后得出的结论是因为大桥两边由于在施工沿着两边护栏设置了水马，这影响了大桥的气动外形，在风力较大的情况下，桥梁发生了涡振现象。而最新的强震动监测初步结果显示虎门大桥的主体结构并没有受到振动事件明显影响。

这一段结论可以简单来说几点，水马是建筑施工尤其是桥梁道路等施工经常看到的，是一种用来分割路面或者阻挡的障碍物，就是下边图片中的样子，名字不常听但是样子却是经常可以见到的。

因为在虎门大桥两边连续设置，改变了大桥的气动形状，这里其实简单来理解就是，正常情况没有这些障碍物，封吹过桥面一马平川，但是由于这些障碍物的遮挡，风路改变了，那么桥面的受力改变了，因此出现了异动。这次异常的振动专业上的术语是涡振。

涡振简单来理解就是因为涡旋而产生的共振现象，共振大家应该都很了解了，任何物体都不是绝对静止的，都有它自己的振动频率，只不过物体较大的很难察觉到，但是当接触的物体振动频率一致的时候就会加大它的振幅，对于桥梁等振幅过大意味着坍塌。所以一般常识下，一队士兵过桥的时候不允许齐步走避免引起共振现象。

而此次虎门大桥的振动并非是单纯的风力引起的共振现象，而是因为水马的存在，风吹过发生了卡门涡街，这是钱学森钱老在美国时候的老师冯.卡门发现的流体力学中的现象。当流体通过物体表面，在物体两次周期性的出现旋转方向相反、排列规则的双列线涡。

专家认为涡振只是一种偶然现象，只要振幅不超过设计允许范围，桥梁结构就不会出现问题。虎门大桥使用时间可能刚刚到设计寿命的五分之一，拆掉是不可能的，况且并没有严重到那种程度。大多数人看待桥梁振动都是从表观上去感受，振幅那么大太吓人了，但专家靠的是科学，用数据来说明问题。总之在确保完全安全之前是不会做出恢复通行安排的。

文/科学黑洞，图片来源网络侵删。

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