这个五一劳动节，注定是“不一样”的节日。

过去几个月，新冠肺炎疫情突如其来，14亿人守望相助，交出全球战“疫”的“中国答卷”。春去夏入，绿透了，风轻雨润万物蓬勃生机。疫情的阴霾逐渐散去，田间地头、工厂车间，楼宇商超，复工复产，如火如荼，随处可见激情奔涌的“后浪”,随处可听“奋斗者”的声音。

“不一样”的还有一座“起起伏伏晃动”的大桥。5月5日下午14时许，位于广东省内的虎门大桥悬索桥桥面发生明显振动，桥面振幅过大影响行车舒适性和交通安全。大桥所属管理部门联合交警部门及时采取了双向交通管制措施。

经专家组初步判断，虎门大桥悬索桥本次振动的主要原因是：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。后续研判认为，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。

当地主管部门发布通告称，大跨径悬索桥在较低风速下存在涡振现象，振动幅度较小不易察觉，仅在特殊条件下会产生较大振幅，不影响桥梁结构安全，会影响行车体验感、舒适性，易诱发交通安全事故。

虎门大桥系国家重点工程

多项技术曾获创新大奖

虎门大桥位于珠江口狮子洋上，是连接广州市南沙区与东莞市虎门镇的跨海大桥，是广深珠高速公路网的主要组成部分，是广东沿海地区的重要交通枢纽。虎门大桥于1992年动工建设，1997年建成通车，车流量大，常处于饱和状态。

投资近30亿元的虎门大桥是国家重点工程，是我国第一座真正意义上的大规模现代化悬索桥。虎门大桥建设规模大，结构新颖，受外界环境影响大，无论是设计还是施工均为国内首次尝试，在我国桥梁史上有特殊的地位。虎门大桥项目曾获得詹天佑土木工程大奖，更有数项技术获广东省科技进步奖和国家科技进步奖。

桥梁的“涡激共振”

毁坏最厉害的形式是“颤振”

虎门大桥属悬索桥（即吊桥），其主要承重构件是悬索，悬索主要承受拉力，一般用抗拉强度高的钢材（钢丝、钢缆等）制作，对于悬索桥来说，抗风性的处理是尤为关键的，此次发生的“涡激共振”现象与这个有关。

桥梁的“涡激共振“，又称“涡振”，是一种只会在低风速下产生的兼有自激振动和强迫振动特性的有限振幅振动。简单来说，就是桥梁自身的振动结构，和气流对桥梁所形成的作用，相互限制，形成一个反馈作用，产生一种限制。

桥梁专家分析认为，桥梁遇到特殊风况会晃动是正常的，一般遇到旋涡风桥面晃动比较大。不久前长江鹦鹉洲大桥也出现类似现象。此次虎门大桥桥梁两侧增加了施工期间的水马设施，桥面有明显的大振幅周期性振动，是由于风度过大导致的振动。

学术上因江面大风导致桥梁震动的形式分颤振、抖振、涡激共振等形式，颤振属于振幅发散振动的形式对桥梁结构有大的损害，如美国塔科马大桥的垮塌就属于该种形式的振动。而涡激共振在大跨径柔性桥梁也曾经发生过，如日本的东京湾大桥曾发生过涡激共振。

历史上有桥梁发生过“涡振”现象

美国塔科马海峡大桥因“涡振”发生垮塌

塔科马海峡大桥位于美国华盛顿州，1940年7月1日通车，四个月后却在18m/s的低风速下颤振而破坏，这戏剧性的一幕正好被一支摄影队拍摄了下来，该桥因此声名大噪。事实上，该桥仅在启用后的几个星期，桥面便开始出现摆动，平日里的微风便能让它“随风起舞”，碰上大风天，桥面的摆动甚至可达2米之多，该桥也因此被当地居民称为“舞动的格蒂”。

塔科马大桥的设计师，系大名鼎鼎的旧金山金门大桥的设计师之一里昂莫伊塞弗，他认为斜拉索大桥主缆本身可以吸收一半来自风的压力，桥墩和索塔也可以透过传导分散这些能量，于是大桥主梁从原先的7.6米缩减为2.4米。但材料上的“缩水”并非大桥坍塌的主要原因，真正让大桥瓦解的元凶，是工程设计上的局限——当时的土木工程师没有预见到空气动力给桥梁带来的共振影响。该桥的风毁事故立即震动了世界桥梁界，从此也引发了科学家们对桥梁风致振动问题的广泛研究。

东京湾大桥发生过“涡振”

日本东京湾通道桥主桥为10跨一联的钢箱梁连续梁桥，最大跨度240m，在16~17m/s的风速下发生了竖向涡激振动，跨中振幅达50cm。这是由于气流经过钝体桥梁结构时产生分离，形成了周期性的旋涡脱落，并产生作用于桥梁上的周期性气动力，当旋涡脱落频率接近于桥梁的某个固有频率时，就激发了桥梁的涡激共振。

虽然涡激共振不会像颤振一样引起桥梁毁灭性的破坏，但频繁持续的涡振会造成桥梁构件疲劳破坏，并引起行人和行车不舒适，因此避免涡激共振也是桥梁抗风设计的重点之一。确定桥梁涡激共振的锁定风速范围和最大振幅的有效手段是节段模型风洞试验，而抑制涡振发生的最好办法就是通过风洞试验选取理想的桥梁截面形式。

俄伏尔加河大桥“蛇形共振”

2010年5月19日晚，俄罗斯首都莫斯科南方的伏尔加格勒过河大桥发生离奇摆动，钢筋混凝土构建的大桥竟呈波浪形翻滚，整个桥体也出现了较为明显的左右晃动，并发出震耳欲聋的声音，正在桥上行驶的车辆也在滚动中跳动。大桥振动停止后，专家检查了桥梁各处道路和围栏等，发现桥梁无裂纹，无损伤。工程师在初步检查后认为，这种现象可能是受地震影响，或是大桥桥墩受到洪水冲击所导致。俄罗斯著名桥梁专家阿纳托利则表示，这种现象是由于风波动和负载所共振而引发的。

综合编辑

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原标题：《“随风舞动”的虎门大桥到底咋了，值得你了解的桥梁“涡激共振”现象！》

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