2020年5月5日下午，虎门大桥悬索桥桥面出现可感知的波浪般晃动，桥面振幅过大对行车造成不舒适感。据悉，虎门大桥自1997年通车23年以来，还是首次振动如此明显[1]。

虎门大桥发生波浪般晃动

新闻一出，桥博儿便被关切事态的同侪在朋友圈刷屏了。也许每个结构工程师都在学生时代感受过被塔科马桥支配的恐惧？同时也了解到，虎门大桥是中国人自行设计、施工和监理的第一座大跨径现代化悬索桥，是中国桥梁界跻身国际先进行列的重要标志，乃至被誉为“二十世纪中国桥梁最高成就”。大桥为何突然晃动？相信时至此刻，你不仅有了答案，也有了自己的思考。

虎门大桥平日车流量图

 

 官 方 通 报 

此处依然整理了官方的通报和专家分析。广东省交通集团6日凌晨通报称，专家组判断，虎门大桥5日发生振动系桥梁涡振现象，并认为悬索桥结构安全可靠，不会影响虎门大桥后续使用的结构安全和耐久性。6日凌晨，记者在虎门大桥管理中心实时监控画面看到，大桥仍有肉眼可见的轻微振动。

虎门大桥发生波浪般晃动，广州交警支队进行了交通管制

 

 专 家 分 析 

根据大桥风致理论，悬索桥主梁的风致振动主要包括：（1）高风速颤振发散；（2）低风速均匀风场下的涡振；

悬索桥颤振（Flutter）：振动的桥梁通过气流的反馈作用不断吸取能量，当达到临界风速时使振幅逐步增大直至最后使结构破坏的发散性振动。该振动多发生在风速较大的情况，根据节段模型风动试验，虎门大桥的颤振临界风速大于79m/s，远大于现在发生振动的约9m/s，因此可以排除这种情况。

涡激共振（Voxtex-excited Resonance）：风绕流经钝体结构时可能发生旋涡的脱落，出现两侧交替变化的涡激力，当旋涡脱落频率接近结构的自振频率时，所激发出的结构共振现象。多发生在小于25m/s的较低风速，与本桥的情况吻合。

近日风振现象主要表现为：（1）主梁发生周期性规律竖向振动；（2）风振风速大概在4级~5级（风速9m/s左右）风速期间。根据大桥的振动情况，初步判断，本次发生的风振属于主梁竖弯涡振。涡振属于有限幅值的振动，由于主梁的气流旋涡脱落频率与主梁自振频率接近引起的，不会引起大桥的安全问题。同时，本次涡振主要是由于大桥在检修期间，在桥面堆放了施工附属物体（水马等），改变了主梁的气动外形造成的。

桥梁风工程专家葛耀君教授也表示，相比新桥验收满载时桥面高达2m的位移，目前的振动尚在安全范围内。

 

 桥 博 儿 说 

尽管事态已得到控制，依然有小伙伴向桥博儿感叹，小小的水马真能晃动整座大桥？以笔者观之，当“流体”和“振动”相遇，便总是少不了奇妙的现象——卡门涡街、蜻蜓翅翅痣、TMD系统、湍流转捩、蝴蝶效应……游离于必然与偶然之间，常常体现“四两拨千斤”的意外。“水马晃大桥”显然是偶发事件，然而在思考如何未雨绸缪时，桥博儿就忍不住要为公司带货了。

（1）增加对临时结构的关注。为水马的安置建立风振计算依然成本较高。不过得益于同豪独特的“面向构件建模”技术，工程师已能够针对施工中的大型临时结构进行高效建模和计算，乃至对施工过程进行分阶段计算与监测。从而使得施工阶段的风险得到进一步管控。

（2）打通全生命期BIM信息传递。避免反复建模，将构筑物的信息在全生命期进行高效传递是一个具有挑战性的课题。同豪土木致力于BIM正向设计，不断挖掘信息模型的价值。旗舰新品《智绘大师V1.0》以“以简绘繁”的方式联通了桥梁构件设计与施工图绘制，并为路桥全专业扩展铺垫可期空间。

从施工阶段“挖穿地铁”，到运维阶段“晃动大桥”。近年来颇具偶然性的新闻，也从侧面映射出基建行业相对粗放的发展和管理模式。我想这便是“新基建”的意义所在——以技术创新为驱动，以信息网络为基础，面向高质量发展需要，提供数字转型、智能升级的基础设施体系。

 

1]：欧阳凯.虎门大桥晃动与水马有关？业内：水马改变了桥的风流向，每日经济新闻。

编辑：侯舒婷

审核：同豪宁泽涛

 

版权申明：本文章内容来自上海同豪土木工程咨询有限公司官网。版权归原作者所有，如涉及作品版权问题，请与我们联系，我们将及时处理！