中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
5日下午，廣東虎門大橋發(fā)生異?；蝿?，不少車主表示開車就像坐船，從監(jiān)控視頻可以看出大橋有明顯起伏波動。隨后，大橋管理部門封閉了大橋,并對大橋晃動原因進(jìn)行調(diào)查。近期以來，不止虎門大橋發(fā)生了晃動，4月26日晚，武漢鸚鵡洲長江大橋也發(fā)生了波浪般的晃動,引發(fā)了不少討論和擔(dān)憂。大橋為何會發(fā)生晃動？會不會影響橋體整體安全？
大橋振動肉眼可見，開車如坐船
“剛才的我真的嚇得抓緊把手，第一次有坐船的感覺，眼前的景象一上一下的晃動?！?日下午，不少網(wǎng)友在微博發(fā)文稱廣東虎門大橋發(fā)生異常波浪抖動，行車在虎門大橋橋面，有“爆胎”的感覺。
據(jù)據(jù)廣東省交通集團(tuán)通報，5月5日下午14時許，虎門大橋懸索橋橋面發(fā)生明顯振動，橋面振幅過大影響行車舒適性和交通安全，大橋管理部門迅速啟動應(yīng)急預(yù)案，聯(lián)合交警部門及時采取了雙向交通管制措施。廣東省交通運(yùn)輸廳、省交通集團(tuán)連夜組織國內(nèi)12位知名橋梁專家召開專題視頻會議進(jìn)行了研判。
為確保大橋交通安全萬無一失，虎門大橋管養(yǎng)單位已緊急開始對大橋進(jìn)行全面檢查檢測，同時交通運(yùn)輸部已組建專家工作組到現(xiàn)場指導(dǎo)。
當(dāng)晚7點(diǎn)50分許，虎門大橋再次異常抖動，6日凌晨，通過實時監(jiān)控畫面可以看到，大橋仍有肉眼可見的輕微振動。
這一幕相似的畫面也曾出現(xiàn)在4月26日晚的武漢鸚鵡洲長江大橋，多名車主反映，當(dāng)時大橋橋體波浪般晃動不止，仿佛是坐船一般。
水馬改變橋體氣動外形，風(fēng)漩渦帶動橋梁晃動
虎門大橋是廣深珠高速公路網(wǎng)的主要組成部分，連接珠江兩岸，溝通深圳、珠海等重要城市，是廣東沿海地區(qū)的重要交通樞紐?；㈤T大橋于1992年動工建設(shè)，1997年建成通車。
我國的橋梁大部分都會按百年規(guī)劃來設(shè)計，虎門大橋只有20多歲，尚很年輕，為何會發(fā)生異?；蝿樱扛鶕?jù)專家組的初步判定，罪魁禍?zhǔn)缀芸赡苁怯娠L(fēng)。不過也有車主反映，當(dāng)時橋面風(fēng)力并不大，根據(jù)專家分析認(rèn)為，現(xiàn)場風(fēng)速為8米/秒左右，風(fēng)力等級只有5級。并且，虎門大橋作為國家重點(diǎn)工程，處于臺風(fēng)多發(fā)地帶，在設(shè)計之初就已經(jīng)充分考慮這一因素，抗風(fēng)系數(shù)很高。
問題出在哪里？據(jù)虎門大橋維修辦公室副總工程師張鑫敏介紹，當(dāng)時在做橋面全面檢修的工作，沿著護(hù)欄立柱，擺了一層水馬，水馬改變了鋼箱梁的氣動外形，在特定風(fēng)環(huán)境條件下，產(chǎn)生了橋梁渦振現(xiàn)象。
根據(jù)通報，武漢鸚鵡洲長江大橋振動也是特定風(fēng)況引起的。2012年，央視《走近科學(xué)》欄目報道了港珠澳大橋模型進(jìn)行的抗風(fēng)試驗。該實驗用模擬的手法對港珠澳大橋是否會產(chǎn)生那種破壞性晃動進(jìn)行測試，并找到晃動的原因和解決方案。
實驗發(fā)現(xiàn)，特定等級的風(fēng)會形成的有節(jié)奏的漩渦，風(fēng)漩渦作用于橋塔和橋梁，造成大橋晃動。要消除風(fēng)的這種破壞性作用就必須在外形上去掉能形成風(fēng)漩渦的結(jié)構(gòu)。在分別對橋梁和橋塔進(jìn)行試驗后，試驗者察覺到，橋梁底部背風(fēng)面的檢修車軌道和橋塔的形狀是形成風(fēng)漩渦的元兇。最后，實驗人員通過在檢修車軌道上加導(dǎo)流板和對橋塔迎風(fēng)面的小小改造，將風(fēng)漩渦引開、打散，使其無法形成節(jié)奏，從而消解了風(fēng)的破壞性作用。
有專家表示，理論上發(fā)生渦振的概率比較低。渦振的發(fā)生，不一定需要風(fēng)特別大，低速風(fēng)也有可能，主要是風(fēng)速和橋梁結(jié)構(gòu)的自振頻率剛好吻合。
5日下午6點(diǎn)，虎門大橋?qū)⑺R撤掉，大橋渦振逐漸平緩，趨向停止。不過，當(dāng)晚橋面再次發(fā)生異?；蝿樱壳瓣P(guān)于第二次振動的原因正在調(diào)查。張鑫敏稱，之所以仍有抖動，可能是慣性的原因，渦振會慢慢自動消除。
風(fēng)力不超設(shè)計范圍，不用擔(dān)心結(jié)構(gòu)安全
不少網(wǎng)友關(guān)心，此次晃動會否影響虎門大橋的結(jié)構(gòu)安全。據(jù)廣東省交通集團(tuán)通報，大跨徑懸索橋在較低風(fēng)速下存在渦振現(xiàn)象，振動幅度較小不易察覺，僅在特殊條件下會產(chǎn)生較大振幅，不影響橋梁結(jié)構(gòu)安全，會影響行車體驗感、舒適性，易誘發(fā)交通安全事故。
根據(jù)現(xiàn)有掌握的數(shù)據(jù)和觀測到的現(xiàn)象分析，虎門大橋懸索橋結(jié)構(gòu)安全可靠，此次振動也不會影響虎門大橋懸索橋后續(xù)使用的結(jié)構(gòu)安全和耐久性。
有專家介紹，橋梁結(jié)構(gòu)振動會增大按靜力計算的內(nèi)力和可能引起結(jié)構(gòu)局部疲勞損傷，或會形成影響橋上行車的舒適與安全的振動變形和加速度，甚至是橋梁完全破壞。
1940年秋，美國塔科馬吊橋因風(fēng)致振動導(dǎo)致橋梁扭轉(zhuǎn)顫振而破壞。風(fēng)振也會影響橋梁的使用。風(fēng)引起的振動，可能是主梁的振動，也可能是斜拉索振動，吊桿振動，這些振動不一定會導(dǎo)致橋梁垮塌，但是會影響橋梁運(yùn)行的安全及人的感受。
中鐵四局集團(tuán)市政工程有限公司總工程師周江認(rèn)為，抗風(fēng)設(shè)計規(guī)范的現(xiàn)代懸索橋，只要風(fēng)力不超過設(shè)計允許范圍，其結(jié)構(gòu)安全性是不用擔(dān)心的。
實際上，為了實時了解橋梁的安全要素，現(xiàn)代橋梁一般都有健康監(jiān)測與評估系統(tǒng)。這是一套軟硬件結(jié)合的系統(tǒng)，對橋梁的裂縫、航道、車流量、大橋的環(huán)境溫度、振動情況、移位情況等進(jìn)行實時監(jiān)測預(yù)警。
業(yè)內(nèi)人士稱，虎門大橋也有一套這樣的監(jiān)測系統(tǒng)，通過對橋的連續(xù)位移進(jìn)行實時監(jiān)測，了解橋梁結(jié)構(gòu)在各種作用下的實際受力狀態(tài)和工作狀況；同時通過分析監(jiān)測結(jié)果得到結(jié)構(gòu)的振動參數(shù)，驗證結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)、抗震設(shè)計，實現(xiàn)對大跨橋梁安全的實時監(jiān)測。這位業(yè)內(nèi)人士表示，像虎門大橋這樣的重要樞紐監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)該會保持良好運(yùn)轉(zhuǎn)，為大橋的健康運(yùn)營保駕護(hù)航。
除此之外，根據(jù)《城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)規(guī)定，大橋管理部門要對橋梁檢查進(jìn)行經(jīng)常性檢查，定期檢測和特殊檢測。經(jīng)常性檢查根據(jù)橋梁的養(yǎng)護(hù)類別、養(yǎng)護(hù)等級和技術(shù)狀況分別制定巡檢周期，一般為1-7天檢查一次。
（齊魯晚報·齊魯壹點(diǎn)記者 時培磊 綜合 央視新聞、科技日報、上游新聞等整理）
