虎门大桥为什么会异常晃动?是因为要收费了太激动?

昨天下午及晚上,朋友圈和群里面有很多关于虎门大桥异常抖动并导致关闭及禁止通航的话题,一时间虎门大桥成为大家茶余饭后的热门话题。


虎门大桥为什么会异常晃动?是因为要收费了太激动?


从现场视频来看,呼呼风声中,桥面发生明显的振荡起伏。

另外据某个司机所述,他14:00左右经过,由南沙往虎门,上桥后开始堵车,行走三分之一开始晃动,象坐船,心都要跳出来,只感头晕,强行抓稳方向盘慢速驶到后一个拉索桥墩,症状才消失。

为什么会发生这种现象?难道真是如段子手所编的那样么?

虎门大桥为什么会异常晃动?是因为要收费了太激动?

显然不是的。

首先,虎门大桥是悬索桥,是靠悬索直接将桥面拉住的,而悬索是柔性的,所以整个结构属于柔性结构,在外力作用下,桥面发生一定程度的起伏和晃动是正常的,只要不超过一定幅度,就不会对结构造成破坏,被认为是安全的。

其次,这次发生振荡的直接原因是卡门涡街现象,即风横向吹向桥面时,会在背风侧的上下表面产生两排交替脱离的旋涡:

虎门大桥为什么会异常晃动?是因为要收费了太激动?

这种旋涡,反过来会作用于桥体上,出现气体动力学不稳定,使桥面发生上下抖动,在某种特定的风力环境下,如果恰好旋涡脱离的频率和桥的固有频率相近,就会因共振而产生严重的后果,历史上,同样是悬索桥的美国塔科马海峡大桥(Tacoma Narrows Bridge)就因此于1940年倒塌。有鉴于此,大型桥梁在建造前要做风洞试验,模拟各种风力条件下的受力情况。

特别是,根据现场视频及官方报道,当时在桥面两侧都安装有1米多高的水马(即挡墙),也就是这东西:


虎门大桥为什么会异常晃动?是因为要收费了太激动?

这个临时的挡墙会强化涡街现象,使振动加剧,这应该是此次振动发生的主要原因。事实上,虎门大桥已经运行20多年,其中经历了超级台风“妮妲”的正面袭击,此次发生这个情况,只能是偶然因素,否则,问题早就发生了。

根据最新的报道,桥面已经恢复正常,其悬索结构未受到破坏,此次振动不影响虎门大桥后续使用的结构安全和耐久性。


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