5月5日，廣東虎門大橋發生異常抖動，全橋路段已實施雙向全封閉，禁止通行。而在4月26日，武漢鸚鵡洲長江大橋也出現過波動搖晃的現象。
▲虎門大橋發生異常抖動。圖據網絡
不到10天，一連兩座懸索橋發生振動，這些振動是如何形成的？兩者之間是否有關聯？紅星新聞記者專訪虎門大橋鋼樑的設計者之一，西南交通大學土木工程學院教授鄭凱鋒。
虎門大橋首次出現嚴重異常振動
不排除接下來一兩日還會有輕微振動
虎門大橋是廣東省境內一座連接廣州市南沙區與東莞市虎門鎮的跨海大橋，位於珠江獅子洋之上，為珠江三角洲地區環線高速公路南部聯絡線的組成部分。該橋樑於1992年10月28日動工建設，於1997年6月9日建成通車。線路全長15.76千米，主橋全長4.6千米。
該橋鋼樑的設計者之一、西南交通大學土木工程學院教授鄭凱鋒告訴紅星新聞記者，該橋樑從1997年6月通車至今近23年，期間經歷多次強颱風，沒有發生過如此嚴重的異常振動。而此次異常振動，在於近期橋樑維修施工，橋面兩側靠近護欄處擺放了隔離帶（俗稱“水馬”），“這相當於在橋面增設兩排矮牆，雖然不重，卻影響了護欄的通透性，容易使特定風場作用在梁體產生渦振。2014年10月，韓國李舜臣懸索橋也發生過因擺放隔離帶誘發的渦振。”
究竟什麼是渦振呢？鄭凱鋒解釋，通俗地說，風經過一個斷面受阻後，會產生風的漩渦，在梁體局部形成風的漩渦後，由漩渦力的積累導致的梁體振動，即為渦振。
他認為，特定風場在特定梁體截面導致渦振是根本問題。特定風場無從控制，但是特定梁體截面一定程度上可控，此次異常振動與梁體截面上的施工隔離帶有很大程度的關聯，儘快拆除施工隔離帶便能逐步減緩梁體振動。
據央視網消息，截至6日，虎門大橋的橋面已看不到明顯的抖動。不過，大橋仍然處於雙向交通管制狀態，具體恢復通行的時間還沒有確定，同時虎門大橋下的水域也已實行封航。
“當天撤掉隔離帶後，直到晚上橋面有小幅度振動，都是正常的，因為之前渦振產生的能力還沒有完全消散，不排除接下來一兩日還會有輕微振動。” 鄭凱鋒說。
兩座懸索橋相繼振動：
一個為豎向彎曲振動 一個為扭轉振動
廣東交通集團5月6日發佈通報稱，5月5日，廣東虎門大橋發生異常振動，此次振動主要原因，是沿橋跨邊護欄連續設置水馬，改變了鋼箱梁的氣動外形，在特定的風環境條件下，產生的橋樑渦振現象，懸索橋結構安全。
國內橋樑發生渦振並不是首次，就在4月26日，武漢市鸚鵡洲長江大橋也曾出現上下晃動。有武漢網友反映，在經過武漢鸚鵡洲大橋時感覺橋體如波浪般晃動。隨後，該橋管養單位武漢市城投集團公司回應稱，此次橋樑異常振動系特定風況引起，振幅在設計允許範圍內；橋樑結構運行正常，安全有保障。
據瞭解，鸚鵡洲長江大橋是湖北省武漢市連接漢陽區與武昌區的過江通道，為武漢二環線組成部分之一。該橋始建於2010年8月，於2014年12月28日通車運營，線路全長3.42千米。
兩座懸索橋前後發生振動，是否有關聯呢？鄭凱鋒告訴紅星新聞記者，兩次振動純屬偶爾，沒有任何關聯。他稱鸚鵡洲長江大橋振動較輕，並表示兩者的區別在於，虎門大橋樑體是豎向彎曲振動，而鸚鵡洲長江大橋樑體是輕微扭轉。
據鄭凱鋒進一步分析，武漢鸚鵡洲長江大橋樑體為開口截面組合梁，抗扭剛度較小，風致振動，出現的為輕微扭轉振動；而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，但是其梁高小，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。
虎門橋樑體扭轉剛度遠大於塔科馬橋
極大概率不可能發生風致橋毀事件
近段時間，橋樑渦振相關話題備受關注，一段“塔科馬海峽吊橋風致橋毀”的視頻在網上熱傳。視頻顯示，在1940年，塔科馬海峽吊橋建成，但在四個月後，颳起一陣大風，橋面如海浪般不斷波動，頃刻間垮塌。
▲塔科馬海峽吊橋垮塌。圖據《商業內幕》
對此，鄭凱鋒稱，如前面所述，虎門橋樑體扭轉剛度遠大於塔科馬橋的剛度，所以，極大概率不可能發生風致橋毀事件，公眾無需緊張和恐慌，更不必引發極端聯想。
▲一個攝製組正好拍下塔科馬海峽吊橋波浪起伏的畫面。圖據VICE
鄭凱鋒表示，特定風場導致梁體振動有三種可能：第一，如果梁體抗扭剛度大，就不會發生扭轉振動，但可能出現豎向彎曲或橫向彎曲振動；第二，如果梁體抗扭剛度較弱，則可能出現扭轉振動；第三，個別梁體抗扭剛度更弱，則可能出現扭轉振動進一步擴散，導致梁體由局部斷裂發展為整體垮塌。第三種則為塔科馬海峽吊橋出現的情況。
“渦振是一種偶然現象，只要振幅在設計允許範圍內，橋樑結構運行便正常。”鄭凱鋒稱，而風致橋樑振動是相對複雜的空氣動力學問題，世界多座橋樑都出現過，為此，在1993年橋樑設計中，設計部門公規院委託北京大學和同濟大學等進行鋼箱梁截面風洞試驗研究，結果均表明其空氣動力性能良好。
但是鄭凱鋒認為，此次梁體異常振動也提醒其它橋樑的管理部門，類似於擺放施工隔離帶、改變梁體斷面特性的臨時措施需要慎重。
紅星新聞記者 李文滔 羅丹妮
編輯 郭宇
