「虎门大桥」有点“飘”的大桥,该如何“定”下来


「虎门大桥」有点“飘”的大桥,该如何“定”下来
文章图片
「虎门大桥」有点“飘”的大桥,该如何“定”下来
文章图片
「虎门大桥」有点“飘”的大桥,该如何“定”下来
文章图片
◎ 科技日报记者 俞慧友
“涡振是个‘怪东西’ 。 其实桥上有车行走 , 它的涡振(涡激振动)振幅比无车情况还会小些 。 换句话说 , 虎门大桥限速通车 , 也安全 。 ” 7日 , 长沙 , 中国工程院院士陈政清一开口 , 就让科技日报记者愣了一下 。
近期 , 我国大桥似乎有点“飘” 。 4月26日 , 武汉鹦鹉洲长江大桥桥体发生波浪形晃动 。 9天后 , 广东虎门大桥悬索桥也来了一波类似“神晃动” , 让大桥“飘”上了热搜 。
大桥为啥如此“飘” , 怎样才能让桥“淡定”下来?记者就此到访湖南大学土木工程学院、风工程试验研究中心 。
6日下午 , 在虎门大桥底下眺望 , 肉眼看不出桥体有振动 。 图片来源:澎湃新闻
大桥“飘”得很安全 , 为啥人们“瘆得慌”
抖音视频里虎门大桥的波动“大片” , 着实让人瘆得慌 。 不过 ,专家均表示 , 尽管大桥“飘”得明显 , 但仍安全 。
如何看大桥的“飘动” , 陈政清认为可分“动静”两种角度 。 大桥在设计时 , 均会考虑结构承载能力 , 即大桥满载时最大下沉幅度 。据估算 , 虎门大桥最大下沉幅度为2米 , 此次大桥“飘”幅0.5米左右 。 从这一静力概念看 , 大桥很安全 。
如此安全 , 为啥大桥涡振要封桥?这与“动态”指标有关 。
“目前规范规定的涡振加速度 , 设计容许最大值为0.1个重力加速度 , 高于这个值的振动 , 会让人感到不舒服 。此次振动加速度超过了这个值 , 人的感受就很明显了 。 ”陈政清揭秘了虎门大桥涡振给人的视觉“大片感” 。 不过 , 他补充 , 涡振振幅不大于0.35米时 , 车辆也能限速通行 。
同样是“振” , 但风速高低有别
让大家害怕的还有风速问题 。 无论鹦鹉洲桥还是虎门大桥 , 始作“风”的风速均不大 。 如此温柔的风 , 都能让大桥“飘”起来 , 遇上台风咋办?
【「虎门大桥」有点“飘”的大桥,该如何“定”下来】湖南大学土木研究院副院长华旭刚表示 ,桥梁涡振从理论上不能消除 , 只能通过技术降振 。 但不等于风速低能引发涡振的大桥 , 不能抵抗台风等暴风侵袭 , 这是两码事 。台风等高风速产生的为“颤振” , 桥梁设计时有对此有周密考量 。
不过 , 关于虎门大桥涡振 , 尚有几种猜测 。
虎门大桥是90年代中期建设的海边大跨度悬索桥 , 为箱梁结构 , 桥面呈流线型 , 其抗风性能理论上良好 , 此前也未出现过明显涡振 。 此次出现 , 或因近期大桥施工 , 在桥两侧加装全长段临时挡板有关 。
历史上 , 有个著名的“小风吹垮大桥”案例 , 即美国塔科马海峡大桥在微风中塌陷 。 “塔科马海峡大桥桥面呈H型 , 是最不能抵抗涡振的形状 。 虎门桥在施工中全线安装挡板后 , 也就从流线型变成了H型 , 类似塔科马海峡大桥桥面 。 ”陈政清说 。
专家还有种猜测 , 与大桥“阻尼比”有关 。 通俗说 , “阻尼比”类似病毒抗体 , 代表其抵抗大桥振动的能力 。 阻尼比越小 , 大桥抗震能力就越低 。 虎门大桥存在25年之久 , 是否有可能阻尼比变小 , 影响到抗涡振能力?