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5月5日，廣東虎門大橋發(fā)生異常抖動，全橋路段已實施雙向全封閉，禁止通行。而在4月26日，武漢鸚鵡洲長江大橋也出現(xiàn)過波動搖晃的現(xiàn)象。

▲虎門大橋發(fā)生異常抖動。圖據(jù)網(wǎng)絡(luò)

不到10天，一連兩座懸索橋發(fā)生振動，這些振動是如何形成的？兩者之間是否有關(guān)聯(lián)？紅星新聞記者專訪虎門大橋鋼梁的設(shè)計者之一，西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院教授鄭凱鋒。

虎門大橋首次出現(xiàn)嚴(yán)重異常振動

不排除接下來一兩日還會有輕微振動

虎門大橋是廣東省境內(nèi)一座連接廣州市南沙區(qū)與東莞市虎門鎮(zhèn)的跨海大橋，位于珠江獅子洋之上，為珠江三角洲地區(qū)環(huán)線高速公路南部聯(lián)絡(luò)線的組成部分。該橋梁于1992年10月28日動工建設(shè)，于1997年6月9日建成通車。線路全長15.76千米，主橋全長4.6千米。

該橋鋼梁的設(shè)計者之一、西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院教授鄭凱鋒告訴紅星新聞記者，該橋梁從1997年6月通車至今近23年，期間經(jīng)歷多次強臺風(fēng)，沒有發(fā)生過如此嚴(yán)重的異常振動。而此次異常振動，在于近期橋梁維修施工，橋面兩側(cè)靠近護欄處擺放了隔離帶（俗稱“水馬”），“這相當(dāng)于在橋面增設(shè)兩排矮墻，雖然不重，卻影響了護欄的通透性，容易使特定風(fēng)場作用在梁體產(chǎn)生渦振。2014年10月，韓國李舜臣懸索橋也發(fā)生過因擺放隔離帶誘發(fā)的渦振。”

究竟什么是渦振呢？鄭凱鋒解釋，通俗地說，風(fēng)經(jīng)過一個斷面受阻后，會產(chǎn)生風(fēng)的漩渦，在梁體局部形成風(fēng)的漩渦后，由漩渦力的積累導(dǎo)致的梁體振動，即為渦振。

他認(rèn)為，特定風(fēng)場在特定梁體截面導(dǎo)致渦振是根本問題。特定風(fēng)場無從控制，但是特定梁體截面一定程度上可控，此次異常振動與梁體截面上的施工隔離帶有很大程度的關(guān)聯(lián)，盡快拆除施工隔離帶便能逐步減緩梁體振動。

據(jù)央視網(wǎng)消息，截至6日，虎門大橋的橋面已看不到明顯的抖動。不過，大橋仍然處于雙向交通管制狀態(tài)，具體恢復(fù)通行的時間還沒有確定，同時虎門大橋下的水域也已實行封航。

“當(dāng)天撤掉隔離帶后，直到晚上橋面有小幅度振動，都是正常的，因為之前渦振產(chǎn)生的能力還沒有完全消散，不排除接下來一兩日還會有輕微振動。” 鄭凱鋒說。

兩座懸索橋相繼振動：

一個為豎向彎曲振動 一個為扭轉(zhuǎn)振動

廣東交通集團5月6日發(fā)布通報稱，5月5日，廣東虎門大橋發(fā)生異常振動，此次振動主要原因，是沿橋跨邊護欄連續(xù)設(shè)置水馬，改變了鋼箱梁的氣動外形，在特定的風(fēng)環(huán)境條件下，產(chǎn)生的橋梁渦振現(xiàn)象，懸索橋結(jié)構(gòu)安全。

國內(nèi)橋梁發(fā)生渦振并不是首次，就在4月26日，武漢市鸚鵡洲長江大橋也曾出現(xiàn)上下晃動。有武漢網(wǎng)友反映，在經(jīng)過武漢鸚鵡洲大橋時感覺橋體如波浪般晃動。隨后，該橋管養(yǎng)單位武漢市城投集團公司回應(yīng)稱，此次橋梁異常振動系特定風(fēng)況引起，振幅在設(shè)計允許范圍內(nèi)；橋梁結(jié)構(gòu)運行正常，安全有保障。

據(jù)了解，鸚鵡洲長江大橋是湖北省武漢市連接漢陽區(qū)與武昌區(qū)的過江通道，為武漢二環(huán)線組成部分之一。該橋始建于2010年8月，于2014年12月28日通車運營，線路全長3.42千米。

兩座懸索橋前后發(fā)生振動，是否有關(guān)聯(lián)呢？鄭凱鋒告訴紅星新聞記者，兩次振動純屬偶爾，沒有任何關(guān)聯(lián)。他稱鸚鵡洲長江大橋振動較輕，并表示兩者的區(qū)別在于，虎門大橋梁體是豎向彎曲振動，而鸚鵡洲長江大橋梁體是輕微扭轉(zhuǎn)。

據(jù)鄭凱鋒進一步分析，武漢鸚鵡洲長江大橋梁體為開口截面組合梁，抗扭剛度較小，風(fēng)致振動，出現(xiàn)的為輕微扭轉(zhuǎn)振動；而虎門懸索橋?qū)儆陂]口截面鋼箱梁，梁體扭轉(zhuǎn)剛度較大，發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動的可能性小，同時梁很寬、橫向彎曲剛度大，也不可能發(fā)生橫向彎曲振動，但是其梁高小，豎向彎曲剛度較低，容易發(fā)生豎向彎曲振動，此次異常振動就是這種情況。

虎門橋梁體扭轉(zhuǎn)剛度遠大于塔科馬橋

極大概率不可能發(fā)生風(fēng)致橋毀事件

近段時間，橋梁渦振相關(guān)話題備受關(guān)注，一段“塔科馬海峽吊橋風(fēng)致橋毀”的視頻在網(wǎng)上熱傳。視頻顯示，在1940年，塔科馬海峽吊橋建成，但在四個月后，刮起一陣大風(fēng)，橋面如海浪般不斷波動，頃刻間垮塌。

▲塔科馬海峽吊橋垮塌。圖據(jù)《商業(yè)內(nèi)幕》

對此，鄭凱鋒稱，如前面所述，虎門橋梁體扭轉(zhuǎn)剛度遠大于塔科馬橋的剛度，所以，極大概率不可能發(fā)生風(fēng)致橋毀事件，公眾無需緊張和恐慌，更不必引發(fā)極端聯(lián)想。

▲一個攝制組正好拍下塔科馬海峽吊橋波浪起伏的畫面。圖據(jù)VICE

鄭凱鋒表示，特定風(fēng)場導(dǎo)致梁體振動有三種可能：第一，如果梁體抗扭剛度大，就不會發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動，但可能出現(xiàn)豎向彎曲或橫向彎曲振動；第二，如果梁體抗扭剛度較弱，則可能出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)振動；第三，個別梁體抗扭剛度更弱，則可能出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)振動進一步擴散，導(dǎo)致梁體由局部斷裂發(fā)展為整體垮塌。第三種則為塔科馬海峽吊橋出現(xiàn)的情況。

“渦振是一種偶然現(xiàn)象，只要振幅在設(shè)計允許范圍內(nèi)，橋梁結(jié)構(gòu)運行便正常。”鄭凱鋒稱，而風(fēng)致橋梁振動是相對復(fù)雜的空氣動力學(xué)問題，世界多座橋梁都出現(xiàn)過，為此，在1993年橋梁設(shè)計中，設(shè)計部門公規(guī)院委托北京大學(xué)和同濟大學(xué)等進行鋼箱梁截面風(fēng)洞試驗研究，結(jié)果均表明其空氣動力性能良好。

但是鄭凱鋒認(rèn)為，此次梁體異常振動也提醒其它橋梁的管理部門，類似于擺放施工隔離帶、改變梁體斷面特性的臨時措施需要慎重。

紅星新聞記者 李文滔 羅丹妮

編輯 郭宇