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20小時後虎門大橋振動平息 專家組開展調查並回應熱點問題
2020-05-07 20:58:04 來源: 北京晚報
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  虎門大橋5日下午2點左右發生明顯振動,管理部門迅速啟動應急預案,雙向交通全部封閉。交通運輸部專家工作組6日抵達現場開展調查研討。6日晚,專家工作組成員、中交公路規劃設計院教授級高工、橋梁專家吳明遠和虎門大橋副總工程師張鑫敏接受採訪,對熱點問題進行回應。

  東莞交警支隊太平高速公路大隊大隊長葉沛枝向記者還原了事發過程。葉沛枝説:“我們在巡邏當中發現虎門大橋抖動有點不正常,我們就向大隊的監控室報告情況,隨後也報給支隊領導,後來我們接到虎門大橋管理公司的通知,要求封閉大橋。” 葉沛枝説,這種異常情況之前從未見過。“它就像水波一樣抖動,情況比較特別。”

  虎門大橋當天雙向交通全部封閉。圍繞大橋異常情況的分析隨即展開。

  廣東省交通運輸廳、廣東省交通集團連夜組織國內12位橋梁專家召開專題視頻會議進行研判,最終明確:虎門大橋懸索橋本次振動主要原因是在特定風環境條件下産生的橋梁渦振現象。

  交通運輸部專家工作組6日抵達現場開展調查研討。

  從虎門大橋管理中心監控視頻可見,5日15時50分開始撤走沿橋跨邊護欄的水馬,17時42分撤完,但其後依然有抖動情況發生。

  虎門大橋副總工程師張鑫敏稱,由于受到風力和慣性的影響,一個結構振動後,不會馬上停止,但是能耗最終能消掉。目前渦振對橋梁的結構安全沒有影響。

  6日12時30分之後,虎門大橋橋梁渦振基本平息。吳明遠表示,虎門大橋是主跨達888米的大型懸索橋,重量達到15000噸以上,振動後需要有足夠的時間來平息。

  歷史上美國塔科馬大橋也出現過振動,造成橋梁倒塌。針對該案例,吳明遠説,塔科馬海峽大橋屬于顫振,而虎門大橋屬于渦振。

  拆除水馬後為何仍在振動

  吳明遠介紹,6日12時30分後,虎門大橋已基本恢復正常。專家組認為虎門大橋振動是渦振産生的,對橋梁結構不會産生大的影響。他認為,橋梁安全性不會有問題,還會有專家對此繼續研判。

  為何5日下午拆除水馬後,6日上午虎門大橋仍在振動?吳明遠解釋説,主跨888米的虎門大橋重量在1.5萬噸以上,在渦激共振已經振動起來,且阻尼比較小的情況下,需要足夠的時間平息下來。6日12時30分之後,虎門大橋橋梁渦振基本平息。另外,渦振是在低風速情形下産生的,現在虎門大橋橋面平均風速在每秒10米左右,它影響的是車輛行駛的舒適性,不同于顫振,影響的是橋梁的安全性,當前橋梁主體結構是安全的。

  會不會再次發生明顯渦振

  交通運輸部專家工作組成員、同濟大學教授陳艾榮介紹,虎門大橋採用的是流線型的斷面設計,本身的風阻較小,發生渦振的概率也比較小。不能保證振動不會再次發生,但是發生像這種明顯的振動,可能性比較低,且不會引起安全問題。

  針對虎門大橋是否具備通車條件,陳艾榮表示,他認為通車是沒有問題的,不過大橋最終的開放還需要綜合考慮各種因素,需要保持穩慎的態度,在全面完成橋梁檢測之後,才能夠確定具體恢復通行的時間。

  平時大風不少 為何沒感覺

  張鑫敏介紹,6日當天,已對虎門大橋主纜、吊索、支座、繩索縫和鋼箱梁的外觀進行檢查,目前各部位檢查情況良好。

  他解釋説,此次振動對橋梁結構沒有影響是因為有限值的振幅。按照2018年的《公路橋梁抗風設計規范》,橋梁的振幅是L/250。L為橋梁主跨跨徑。虎門大橋的主跨是880米,L/250就是3.5米。目前測算出的虎門大橋振動峰值是50厘米左右,遠小于3.5米。

  據悉,當時虎門大橋在修吊桿和主纜,橋梁兩邊放置了臨時擋墻(俗稱“水馬”)防止車撞。原來橋梁結構是非常流線型的,加了“水馬”後,把橋上通風的部分堵住了,形成了一堵墻,造成了渦振的現象。

  張鑫敏説,渦振如果振動頻率小,行車是感受不到的。這次渦振比之前渦振的振幅大。渦振是在低風速下形成的,如果是臺風就不會形成渦振。大跨度的橋,如虎門大橋、南沙大橋以及建設中的深中通道,都是做了大面積的渦振、顫振等抗風試驗。

  張鑫敏坦言,當時放置“水馬”時有考慮到風阻渦振,但確實沒考慮到影響這麼大,會産生這麼大的渦振。

  什麼是渦振

  渦振,全稱渦激振動,起因是風流過物體截面後,在物體背後産生周期性的漩渦脫落,由此産生對結構的周期性強迫力。

  渦振是一種限幅振動,不能無限發散。而且,因為長跨度橋梁的固有頻率往往較低,渦振通常也只會在風速不大的情況下發生。

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【糾錯】 責任編輯: 周楚卿
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