虎门大桥为什么会 虎门大桥为什么会“晃”
2020-06-03     人参与 0评论

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  虎门大桥,始建于1992年, 投资近30亿元,是我国第一座真正 意义上的大规模现代化悬索桥,其 设计和施工均为国内首次尝试,其 中有很多技术获得过创新大奖。最 近,这个多项荣誉加身的大桥,又 一次获得了超高的关注率。
  
  大桥为什么会“晃动”
  
  这次让虎门大桥登上热搜的 原因,是它的桥面发生了肉眼可见 的晃动,在网上流传的大桥监控视 频里,虎门大桥的桥面就像我们的 肚皮一样,一起一伏晃动着。因为 像虎门大桥这样的大型桥梁,发生 如此大幅度的晃动很罕见,它这一 动自然就引起了人们的关注。
  
  也许很多人会想,已经投入 使用了20多年,经历过大风大浪的 虎门大桥这次是怎么了?在台风 “山竹”面前都表现得很“淡定” 的它,这次为什么会在威力小了很 多的风里面,晃动得这么厉害?难 道如今的虎门大桥已经面临着坍塌 的危险了吗?答案当然是否定的, 根据现有的数据和观测到的现象分 析,虎门大桥依旧是安全可靠的, 这次的晃动不会对大桥后续使用的 结构安全和耐久性产生影响。
  
  真的和水马有关吗
  
  至于这次大桥随风晃动的原 因,经过专家组的初步判断,认为 跟桥上放置的水马有关。“水马” 这个名字同学们可能听起来有点儿 陌生,但实际上,不少人都见过它们,它们就是 时常会在广场、 车站、码头等公 共场合出现的, 那种起阻挡作用 的塑制壳体障碍 物。专家组认为 这次让虎门大桥晃动的主要“幕后 黑手”,就是沿桥跨边护栏连续设 置的水马,因为它们的存在,在特 定的风环境条件下,桥梁产生了一 种叫涡振的现象,就是这一现象, 让虎门大桥在风中晃动起来。
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  但水马撤除后,虎门大桥依 然产生了规模较小的“余震”,与 此同时,几张虎门大桥吊索锈蚀断 裂的照片再次在网络上疯传。大家 不由得心生疑问,会不会是因为吊 索的锈蚀引起大桥的振动?小小的 水马真的是引发大桥振动的罪魁祸 首吗?虎门大桥的问题应该如何解 决呢?
  
  缆索:大桥的 “阿喀琉斯之踵”
  
  首先我们来看看第一个“犯 罪嫌疑人”——吊索。如果吊索的 断裂要引起大桥的振动,大概只有 两种可能,一种是吊索的断裂导致 了结构整体刚度的下降,虎门大桥
  
  一共有数百根吊索,少数吊索的断 丝问题很难引起桥整体的动力特 性改变,而如果大量的吊索断裂, 那虎门大桥恐怕已经濒临垮塌,而 不是桥面振动那么简单了。
  
  第二种可能,是吊索的振动 引起主梁的振动。2005年7月,克 罗地亚著名的杜布罗夫尼克大桥, 就发生了严重的吊索事故,在狂暴 的风雨中,大桥的吊索放飞了自 我。据推算,这座斜拉桥的斜拉索 当时的振幅达到了2.5米,拉索之 间出现了碰撞,导致拉索的HDPE 保护套破裂,桥塔上用来锚定拉索 的高强螺栓脱落掉在了桥面。这一 事件引起了人们的恐慌。
  
  但是,即使是这样大幅度的 拉索振动,我们从现有的网络视 频中,也可以看出桥面的振动幅 度很小,从而说明对于虎门大桥这 样的索承重桥梁来说,要靠吊杆 (拉索)这样的缆索振动引起主梁 的振动,吊杆的振幅一定要达到很 大的幅值,而这不可能不引起过往 司机行人的注意,因此吊杆振动引 起虎门大桥振动的说法,也基本可 以排除。
  
  那么,为什么桥梁吊索在不 良天气中会发生这么可怕的振动 呢?这种振动叫作风雨振。大家可 能还有印象,在做化学实验时,化 学老师不断地强调“玻璃棒的作用 是引流!”而在下雨时,大桥上一 定倾斜角的拉索就会像玻璃棒一样 给雨水“引流”,雨水在拉索表面 流动形成了水线。正是这种2 3毫 米的水线改变了截面的形状,改变 了结构受到的气动力,引起了拉索 的发散性振动,从而导致了风雨振 的发生。
  
  宽雨

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