廣州虎門大橋如波浪般異動究竟是怎麼回事?專家這麼說

2020-12-17 澎湃新聞

廣州虎門大橋如波浪般異動究竟是怎麼回事？專家這麼說

2020-05-07 22:11 來源：澎湃新聞·澎湃號·政務

原創 鄭子愚 上海網絡闢謠

近日，位於廣東省的中國第一座大型懸索橋虎門大橋發生異常抖動。視頻中，虎門大橋橋面上下抖動，猶如一道道波浪，雖然大橋已被禁止車輛通行，但還是不由讓人捏一把汗。該視頻在網上流傳也引發網友關注，網友通過「上海網絡闢謠」微信後臺諮詢，這種現象究竟是怎麼回事？是否與地震有關？虎門大橋眼下是否安全可靠？

網傳視頻片段

先來看看虎門大橋發生異常抖動的原因。

同濟大學教授、橋梁風工程研究專家葛耀君告訴解放日報·上觀新聞記者，虎門大橋懸索橋異常振動的主要原因是當前「虎門大橋」正在修吊杆和主纜，橋梁兩邊放置了連續的、大長度的臨時擋牆「水馬」。這是一種用於分割路面或形成阻擋的塑制殼體障礙物，裡面可以灌水灌沙增重。水馬又是怎麼讓大橋抖動起來的呢？葛耀君解釋，水馬使得原來流線型的橋梁結構，變成了「鈍體」。鋼箱梁的氣動外形發生變化，在特定風環境條件下，就產生了橋梁渦振現象。

大橋橋面圖片，路邊放置了長排水馬

資料顯示，從流體的角度來分析，任何非流線型物體，在一定的恆定流速下，都會在物體兩側交替地產生脫離結構物表面的旋渦。當時，虎門大橋區域風速約為8米/秒，風產生的連續性的旋渦對橋梁產生周期性的力，而這種力和大橋振動的頻率接近時，就會產生共振。

從以下兩張圖能更清晰地看到渦振的原理。

渦振現象原理圖示

事實上，這種渦振現象並不罕見，如2010年5月19日，俄羅斯伏爾加河大橋就發生「波浪式起伏」，振幅高達40-70釐米，並發出震耳欲聾的聲響。據當地媒體報導，產生這種現象的情況或由於地震。有網友猜測，這次虎門大橋的異常抖動可能也與地震或是地震前兆有關。

網友疑問

這種說法是否靠譜呢？

葛耀君告訴記者，地震的能量可以理解為短則幾秒、長則幾分鐘的脈衝，受影響的橋梁振幅也會慢慢變大，甚至無限變大，直至橋梁損毀。反觀虎門大橋，振動時間較長，振幅有限，約在20釐米。這樣來看，地震引發的振動與風引發的渦振是有明顯不同的。

據報導，5月6日中午，虎門大橋的異常抖動基本平息。那麼，當下的虎門大橋還是否安全可靠？

虎門大橋鋼梁設計者之一、西南交通大學教授鄭凱鋒在接受媒體採訪時表示，虎門懸索橋屬於閉口截面鋼箱梁，梁體扭轉剛度較大，發生扭轉振動的可能性小；同時梁很寬、橫向彎曲剛度大，也不可能發生橫向彎曲振動；但由於其梁高度較小，豎向彎曲剛度較低，容易發生豎向彎曲振動，此次異常振動就是這種情況，但不會擴散，所以橋梁的結構是安全的。

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