会不会再次发生明显涡振
张鑫敏介绍,6日当天,已对虎门大桥主缆、吊索、支座、绳索缝和钢箱梁的外观进行检查,目前各部位检查情况良好。
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据悉,当时虎门大桥在修吊杆和主缆,桥梁两边放置了临时挡墙(俗称“水马”)防止车撞。原来桥梁结构是非常流线型的,加了“水马”后,把桥上通风的部分堵住了,形成了一堵墙,造成了涡振的现象。
涡振是一种限幅振动,不能无限发散。而且,因为长跨度桥梁的固有频率往往较低,涡振通常也只会在风速不大的情况下发生。
虎门大桥当天双向交通全部封闭。围绕大桥异常情况的分析随即展开。
5月5日14时许,广东东莞虎门大桥桥面发生起伏晃动,振幅较为明显。专家初步判断,主要原因是沿桥跨边护栏连续设置水马,改变了钢箱梁的气动外形,在特定风环境条件下,产生了桥梁涡振现象。此次涡振并未影响虎门大桥的整体结构。
吴明远介绍,6日12时30分后,虎门大桥已基本恢复正常。专家组认为虎门大桥振动是涡振产生的,对桥梁结构不会产生大的影响。而且,这次振动时间不到20小时。他认为,桥梁安全性不会有问题,6日晚还会有专家对此继续研判。
海事部门提醒:虎门大桥通航水域恢复通航后,过往船舶要注意加强瞭望,守听高频,听从现场海事部门的交通指挥,确保航行安全。
据了解,为强化现场水上交通组织和应急保障,广东海事局成立了虎门大桥水域水上交通组织领导小组,积极与交通、港航、渔政等部门沟通联系,制定了《虎门大桥水域解封现场交通组织实施方案》,安排广州海事局和东莞海事局10艘海巡船在虎门大桥上下游加强现场水上交通组织,安排2艘拖轮在虎门大桥上下游应急值守,在虎门大桥上下游预留4个应急锚地,强化应急保障。在确保通航安全前提下,根据船舶通航密度,合理控制航行船舶之间距离,分批次安排船舶有序进出,严防发生次生事故。优先安排重要民生物资的电煤、电油、LNG等运输船舶通行,尽量减少对港口生产经营影响。
找到“大桥为何动起来”的真正原因,只是第一步;拿出可靠可行的办法让大桥长期“稳”下来,才是重中之重。虽然目前虎门大桥桥面已基本恢复常态,也许很快恢复通行,但毕竟每天车来车往,谁也不敢悬着一颗心过桥。越是公众揪心,越需要桥梁专家尽快找到问题症结,提出解决办法,避免晃动现象再次发生。桥稳,过桥人的心才能稳。
交通运输部专家工作组成员、同济大学教授陈艾荣介绍,虎门大桥采用的是流线型的断面设计,本身的风阻较小,发生涡振的概率也比较小。不能保证振动不会再次发生,但是发生像这种明显的振动,可能性比较低,且不会引起安全问题。
广东省交通运输厅、广东省交通集团连夜组织国内12位桥梁专家召开专题视频会议进行研判,最终明确:虎门大桥悬索桥本次振动主要原因是在特定风环境条件下产生的桥梁涡振现象。
他解释说,此次振动对桥梁结构没有影响是因为有限值的振幅。按照2018年的《公路桥梁抗风设计规范》,桥梁的振幅是L/250。L为桥梁主跨跨径。虎门大桥的主跨是880米,L/250就是3.5米。目前测算出的虎门大桥振动峰值是50厘米左右,远小于3.5米。
东莞交警支队太平高速公路大队大队长叶沛枝向记者还原了事发过程。叶沛枝说:“我们在巡逻当中发现虎门大桥抖动有点不正常,我们就向大队的监控室报告情况,随后也报给支队领导,后来我们接到虎门大桥管理公司的通知,要求封闭大桥。” 叶沛枝说,这种异常情况之前从未见过。“它就像水波一样抖动,情况比较特别。”
他解释说,此次振动对桥梁结构没有影响是因为有限值的振幅。按照2018年的《公路桥梁抗风设计规范》,桥梁的振幅是L/250。L为桥梁主跨跨径。虎门大桥的主跨是880米,L/250就是3.5米。目前测算出的虎门大桥振动峰值是50厘米左右,远小于3.5米。
虎门大桥振动,舆论也跟着振动。水马为何引发涡振,振动后的大桥是否安全,一系列公众关切的问题亟待回答。相关部门第一时间组织专家研判,交通运输部也派专家组赶往,这些举措都展现了认真负责的工作态度。
张鑫敏坦言,当时放置“水马”时有考虑到风阻涡振,但确实没考虑到影响这么大,会产生这么大的涡振。

据悉,自5月5日19时实施封航以来,广东海事局共出动海巡船艇71艘次,海事执法人员210人次。交通组织船舶1574艘次,大型船舶锚泊37艘次,播发航行警告信息2830条。封航期间,虎门大桥上游(至黄埔大桥)有船舶812艘,下游(南沙)有425艘,目前航道正常,船舶秩序良好,未出现水上交通事故。
张鑫敏介绍,6日当天,已对虎门大桥主缆、吊索、支座、绳索缝和钢箱梁的外观进行检查,目前各部位检查情况良好。
虎门大桥5日下午2点左右发生明显振动,大桥管理部门迅速启动应急预案。交通运输部专家工作组6日抵达现场开展调查研讨。6日晚,专家工作组成员、中交公路规划设计院教授级高工、桥梁专家吴明远和虎门大桥副总工程师张鑫敏接受采访,对热点问题进行回应。
据悉,当时虎门大桥在修吊杆和主缆,桥梁两边放置了临时挡墙(俗称“水马”)防止车撞。原来桥梁结构是非常流线型的,加了“水马”后,把桥上通风的部分堵住了,形成了一堵墙,造成了涡振的现象。
涡振,全称涡激振动,起因是风流过物体截面后,在物体背后产生周期性的漩涡脱落,由此产生对结构的周期性强迫力。
涡振虽然是一种常见的空气动力现象,但对公众来说,还是相对陌生。让不少网友疑惑的是,能抗台风历经暴雨的大桥,怎么会被一排水马“晃动”起来了?在当天拆除水马后,6日上午虎门大桥再次出现振动,振动幅度肉眼可见,这又加剧了公众的困惑,专家的判断到底是来自经验和推测,还是有科学数据支撑?作为20年前代表中国桥梁建设最高成就的大桥,按照设计和施工方案,一定考虑到各种复杂的风力条件,建成通车20年来始终安然无恙,说明质量是过硬的。为何在桥面设置水马时,就会改变钢箱梁的气动外形,以至于引发大桥振动?水马护栏也非当天摆放,在什么样的风力情形下,可能引发这样涡振现象?需要专家组实地检测后,以科学严谨的态度,用科学权威的理论,用详实可靠的数据,形成有说服力的科学报告,阐明事实,彻底打消公众疑虑。
交通运输部专家工作组6日抵达现场开展调查研讨。
为何5日下午拆除水马后,6日上午虎门大桥仍在振动?吴明远解释说,主跨888米的虎门大桥重量在1.5万吨以上,在涡激共振已经振动起来,且阻尼比较小的情况下,需要足够的时间平息下来。6日12时30分后,虎门大桥桥梁涡振基本平息。
历史上美国塔科马大桥也出现过振动,造成桥梁倒塌。针对该案例,吴明远说,塔科马海峡大桥属于颤振,而虎门大桥属于涡振。
针对虎门大桥是否具备通车条件,陈艾荣表示,他认为通车是没有问题的,不过大桥最终的开放还需要综合考虑各种因素,需要保持稳慎的态度,在全面完成桥梁检测之后,才能够确定具体恢复通行的时间。
张鑫敏说,涡振如果振动频率小,行车是感受不到的。这次涡振比之前涡振的振幅大。涡振是在低风速下形成的,如果是台风就不会形成涡振。大跨度的桥,如虎门大桥、南沙大桥以及建设中的深中通道,都是做了大面积的涡振、颤振等抗风试验。
记者5月7日从广东海事局了解到,广东海事局经报请上级部门核准,于5月7日16时30分开始,虎门大桥通航水域恢复通航。
