虎門大橋為什麼會異常晃動?是因為要收費了太激動?

昨天下午及晚上,朋友圈和群裡面有很多關於虎門大橋異常抖動並導致關閉及禁止通航的話題,一時間虎門大橋成為大家茶餘飯後的熱門話題。


虎門大橋為什麼會異常晃動?是因為要收費了太激動?


從現場視頻來看,呼呼風聲中,橋面發生明顯的振盪起伏。

另外據某個司機所述,他14:00左右經過,由南沙往虎門,上橋後開始堵車,行走三分之一開始晃動,象坐船,心都要跳出來,只感頭暈,強行抓穩方向盤慢速駛到後一個拉索橋墩,症狀才消失。

為什麼會發生這種現象?難道真是如段子手所編的那樣麼?

虎門大橋為什麼會異常晃動?是因為要收費了太激動?

顯然不是的。

首先,虎門大橋是懸索橋,是靠懸索直接將橋面拉住的,而懸索是柔性的,所以整個結構屬於柔性結構,在外力作用下,橋面發生一定程度的起伏和晃動是正常的,只要不超過一定幅度,就不會對結構造成破壞,被認為是安全的。

其次,這次發生振盪的直接原因是卡門渦街現象,即風橫向吹向橋面時,會在背風側的上下表面產生兩排交替脫離的旋渦:

虎門大橋為什麼會異常晃動?是因為要收費了太激動?

這種旋渦,反過來會作用於橋體上,出現氣體動力學不穩定,使橋面發生上下抖動,在某種特定的風力環境下,如果恰好旋渦脫離的頻率和橋的固有頻率相近,就會因共振而產生嚴重的後果,歷史上,同樣是懸索橋的美國塔科馬海峽大橋(Tacoma Narrows Bridge)就因此於1940年倒塌。有鑑於此,大型橋樑在建造前要做風洞試驗,模擬各種風力條件下的受力情況。

特別是,根據現場視頻及官方報道,當時在橋面兩側都安裝有1米多高的水馬(即擋牆),也就是這東西:


虎門大橋為什麼會異常晃動?是因為要收費了太激動?

這個臨時的擋牆會強化渦街現象,使振動加劇,這應該是此次振動發生的主要原因。事實上,虎門大橋已經運行20多年,其中經歷了超級颱風“妮妲”的正面襲擊,此次發生這個情況,只能是偶然因素,否則,問題早就發生了。

根據最新的報道,橋面已經恢復正常,其懸索結構未受到破壞,此次振動不影響虎門大橋後續使用的結構安全和耐久性。


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