建成20多年,曾獲多項創新大獎

異常晃動的虎門大橋怎麼了

2020年05月06日14:24  來源:科技日報
 

  5日下午,廣東虎門大橋發生異常抖動,不少過往群眾表示整個大橋像波浪一樣“起起伏伏”地搖晃,引發熱議。隨后,大橋管理部門封閉了大橋。

  據了解,相關領域專家已趕赴現場。在綜合了哈爾濱工業大學深圳校區柳成蔭、肖儀清和顧磊等老師意見后,專家分析認為,現場風速達到8米/秒左右,引發橋梁限幅渦振(橋梁渦振是一種兼有自激振動和強迫振動特性的有限振幅振動,其有限振幅計算是一個十分重要但又異常困難的問題)。

  據悉,虎門大橋正在維修施工中,橋面加了1.2米高的擋牆,破壞了斷面流線型,從而引發渦振。目前,擋牆正在拆除。

  虎門大橋是廣深珠高速公路網的主要組成部分,連接珠江兩岸,溝通深圳、珠海等重要城市,是廣東沿海地區的重要交通樞紐。虎門大橋於1992年動工建設,1997年建成通車。

  虎門大橋系國家重點工程,多項技術曾獲創新大獎

  投資近30億元的虎門大橋是國家重點工程,是我國第一座真正意義上的大規模現代化懸索橋。它建設規模大,結構新穎,受外界環境影響大,無論是設計還是施工均為國內首次嘗試,在我國橋梁史上有特殊的地位。

  “盡管虎門大橋地處台風多發地帶,但是在設計之初已經充分考慮這一因素,抗風系數肯定是很高的。”深圳移步設計公司建筑設計師賈永曾長期從事橋梁設計工作,他告訴科技日報記者,“虎門大橋到現在不過20年的時間,我國的橋梁大部分都會按百年規劃來設計。”

  虎門大橋建設期間,我國的大跨徑現代懸索橋技術可以說是空白階段,沒有現成的施工技術標准和設計規范。從后來的情況來看,中國的工程師們很好地完成了設計和建造工作。正因為如此,虎門大橋項目不僅獲得詹天佑土木工程大獎,更有數項技術獲廣東省科技進步獎和國家科技進步獎。

  橋梁實時監測系統不可或缺,但維護有好有壞

  橋梁的安全,包括抗震和抗風都是在設計和建造中的關鍵要素。為了實時了解橋梁的安全要素,現代橋梁一般都有健康監測與評估系統。這是一套軟硬件結合的系統,對橋梁的裂縫、航道、車流量、大橋的環境溫度、振動情況、移位情況等進行實時監測預警。

  業內人士告訴科技日報記者,虎門大橋也有一套這樣的監測系統,通過對橋的連續位移進行實時監測,了解橋梁結構在各種作用下的實際受力狀態和工作狀況﹔同時通過分析監測結果得到結構的振動參數,驗証結構的抗風、抗震設計,實現對大跨橋梁安全的實時監測。

  值得一提的是,這位業內人士表示,建筑的監測系統維護起來並不容易,一般10年左右軟硬件都需要更新,有些項目並不一定能及時置換更新,但他也強調,橋梁監測是所有建筑中最為重要的,像虎門大橋這樣的重要樞紐監測系統應該會保持良好運轉。

  美國塔科馬海峽大橋曾被微風摧毀

  對於此次虎門大橋異常抖動,一開始許多人認為是當時主橋風速過大造成的。但也有當地民眾表示“風並不太大”。說起來,歷史上還真有風不大,但橋晃塌了的案例發生。最著名的便是美國塔科馬海峽大橋在微風中塌陷。

  塔科馬海峽大橋是位於美國華盛頓州塔科馬的懸索橋。1940年,在通車4個月后這座橋梁突然塌陷。據記載,當時的風速並不大,照理這樣的風速本應對大橋構不成威脅,但大橋還是戲劇性地被微風摧毀。

  這次坍塌被認為是空氣動力學和結構分析不嚴密所致,對后續的橋梁設計和建造產生了深遠影響,后來所有的橋梁,無論是整體還是局部,都必須通過嚴格的數學分析和風洞測試。(089046)

(責編:羅彬月、陳康清)

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