虎门大桥怎么看虎门大桥异常抖动?我们问了下港珠澳大桥抗风试验专家( 二 )


廖海黎:从丹麦的大海带桥 , 到日本东京湾桥、俄罗斯伏尔加河大桥 , 再到前段时间武汉的一座悬索桥——鹦鹉洲大桥晃动 , 不管国内还是国外 , 发生风致振动的报道还是有一些 。
这些桥梁的振动 , 原因基本上都是同一类型 , 即涡激振动 。 涡激振动是风致振动的一种 , 其特点是在较低的风速下 , 如三、四、五级风 , 就可能发生振动 。 这也意味着这种振动出现的频率会比较高;涡激振动的另一个特点 , 是振幅有限 , 这种振动对桥梁结构自身的安全性不会造成影响 , 影响主要还是体现在对人的舒适性、行车的安全性上 。
04
不用担心虎门大桥被“吹垮”
城叔:一些公众担心这种振动会不会越来越大 , 甚至演变为国外出现过的桥梁被“吹垮”的情况?
廖海黎:国外的确出现过这种情况 。 美国的塔科马海峡吊桥1940年7月通车 , 4个月后就被风吹垮 。 该桥开始是小幅度振动 , 后来风越来越大、振动越来越大之后桥毁掉了 。
虎门大桥怎么看虎门大桥异常抖动?我们问了下港珠澳大桥抗风试验专家
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塔科马海峡吊桥 图片来源:网络
不过 , 对虎门大桥应该说不担心这个问题 。 桥梁的风致振动有很多类型 , 我们比较关注的主要是两种类型的振动 , 一是涡激振动 , 另一个就是颤振 。 颤振是一种在很高风速下 , 可能破坏桥梁结构的严重振动 。 虎门大桥发生颤振的风速实际上比超级台风还要高 。
在美国1940年塔科马吊桥坍塌后 , 颤振就被作为大跨度桥梁设计中第一重要的因素来考虑 , 现在的科技手段能够保证桥梁在寿命期不发生颤振 。 所以经过专门抗风试验的大跨度桥梁 , 只要试验、设计和施工中没有什么失误 , 抗风安全性都是有充分保证的 。
塔科马吊桥坍塌后 , 世界上再没有一座桥梁因为颤振发生问题 。 虎门大桥当时涡激振动和颤振的试验肯定都做过 , 这次发生的涡激振动是非正常因素导致的偶发振动 。
05
对“老桥”抗风性无须担心
城叔:虎门大桥1997年建成通车 , 之后桥梁的抗风设计和风致振动抑制措施还在不断向前发展 。 不少人关心 , 在那之前的“老桥”抗风性会不会相对较差?未来长期运行中是否安全?
廖海黎:虎门大桥到现在已经通车20多年了 , 包括抗风设计技术在内的各方面技术有了长足进步 , 但“老桥”的抗风安全性应该不用担心 。
一方面 , 过去技术也好、认识也好 , 比现在肯定会有差距 , 但当时虎门大桥设计时 , 抗风能力已经能够保证桥梁安全了 。 后来为了让桥梁运行更安全、更好 , 我们还在不断做一些新技术研发 。 例如桥梁减振技术 , 应该说就比20多年前要进步了很多 。
另一方面 , 虎门大桥是我国第一座大跨度钢箱梁悬索桥 , 具有里程碑意义 。 在那之前 , 我国的大桥基本上都不是悬索桥、斜拉桥等所谓的柔性桥梁 , 柔性桥梁在我们国家的发展 , 也就是近20多年的事情 。
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虎门大桥 图片来源:摄图网
在这之前更老的一些大桥 , 如1957年建成的武汉长江大桥等 , 都是桁架梁形式 , 属于梁桥 。 梁桥的跨度不如柔性桥大 , 但抗风性能却比柔性桥梁要好 , 所以那些“老桥”在抗风方面无须担心 。
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武汉长江大桥 图片来源:摄图网
06
港珠澳大桥克服台风难题
城叔:那么 , 在桥梁抗风问题上 , 全球范围内是否还有什么技术瓶颈?港珠澳大桥规模更大 , 其抗风方面有什么突破或创新?
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