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。

另据新京报，截至6日上午11时，涡振仍未停止。

虎门大桥是连接广州市南沙区与东莞市虎门镇的跨海大桥，位于珠江口狮子洋上，于1997年建成通车。虎门大桥车流量大，常处于饱和状态。

广东省交通集团通报称，5月5日下午14时许，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。大桥管理部门联合交警部门及时采取了双向交通管制措施，广东省交通运输厅、广东省交通集团连夜组织了国内12位知名桥梁专家召开专题视频会议进行了研判。

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。

广东省交通集团通报说，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。

目前，虎门大桥管养单位已紧急开始对大桥进行全面检查检测，大桥继续施行双向封闭。交通运输部已组建专家工作组到现场指导。

虎门大桥桥面异常抖动

涡振背后是一种“卡门涡街效应”

什么是卡门涡街效应？

“卡门涡街效应”由钱学森、郭永怀、钱伟长等人的老师、美籍匈牙利裔流体力学大师冯・卡门发现，用于描述空气等流体通过物体后出现涡旋脱落。这些漩涡脱落的频率会桥梁的固有频率形成共振。

桥梁涡振的一大特点是“限幅”，也就是随着风力的增加，振动也只会限制在一个锁定的区间内，不会像塔科马大桥颤振一样越演越烈，短期内相对安全可控，长期需保持监测。

卡门涡街发现者

冯・卡门(Theodore von Kármán 1881~1963)

1881年5月11日生于匈牙利布达佩斯

1963年5月6日卒于德国亚琛

美籍匈牙利力学家

近代力学的奠基人之一

美国华盛顿州的Tacoma Narrow桥，于1940年7月建成，全长：1810.2米，最大跨度：853.4米。是当时世界上最长的悬索大桥。1940年11月7日在42英里/小时（相当于20m/s）风速的作用下，导致桥面折断坠落到峡谷中。大家来看看发生了什么吧。

Question

Tacoma Narrow桥的桥面是水平的，风也是水平吹过来的，为什么会发生上述扭转的摆动，导致最后桥的坍塌呢？

Answer

由于在风的作用下产生的卡门涡街，涡作用以后使得桥面周期性出现上下的作用力。

如上图所示，把桥作为一个横断面，风沿着水平方向吹过来，为什么却出现了扭转摆动的情况？实际上，这是由于在桥面的上流线经过的过程中横断面上边产生了一个涡，这个涡离开以后，另一边又产生了一个涡，这些涡上下交替出现，使得桥不断的摆动，并且摆的幅度越来越大，当和桥的共振频率、扭转频率一致时，桥就会出现扭转摆动的情况。这就是著名的卡门涡街。

卡门涡街定义

https://dwz.cn/g4wDeN6C

卡门涡街是流体力学中重要的现象，在自然界中常可遇到。在一定条件下的定常来流绕过某些物体时，物体两侧会周期性地脱落出旋转方向相反排列规则的双列线涡，经过非线性作用后，形成卡门涡街，如水流过桥墩，风吹过高层楼厦、电视塔捆囱、电线等都部会形成卡门涡街。卡门涡街的图片十分漂亮，有时可当作为艺术品来欣赏。

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举个例子，下图一个轴对称的圆形物体受到风的作用，如果风的速度小于某个值，它的流线如下图(a)所示；随着流速的增大在它的尾部出现了一个气流的涡旋（如下图(b)），这个涡旋会脱落，每次脱落的时候它都会交替的出现，尾部的涡在脱落的过程造成的负压力出现周期性的变化，最后出现下图(d)(e)的情况。

https://dwz.cn/C3l0ZeXQ

其实生活中常用的工具就能观察到卡门涡街，只需要一个吹风机和一个小纸条就能够做到（详细演示可见视频），步骤如下：

首先，把小纸条在无风处竖直放置，观察到纸片是静止的。

然后，将吹风机调至低风速档，将纸片放在吹风机下面，风从纸片正上方往下吹，先将纸片放离吹风口远一点的位置，纸片还是基本静止的；慢慢靠近风口，由于实验存在误差，纸片会有一点微小的摆动，但是纸片的振幅不会太大。由此可以观察到当风速比较低时，纸片基本上还是静止的。

最后，把吹风机打到高风速挡，这个时候可以观察到纸片中部振幅波动大，后头尾巴会明显摆出，这也就是卡门涡街。

如图卫星拍摄到的大气中的卡门涡街

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来源：新华社、中国物理学会期刊网、澎湃新闻

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