虎門大橋為何還有抖動?何時恢復通車?專家回應十大問題

來源:南方日報 時間:2020-05-06 22:43

  虎門大橋為何還有抖動?是使用年限過長嗎?

  5月5日下午,虎門大橋懸索橋橋面發生明顯振動,專家初步判斷,本次振動主要原因是由于沿橋跨邊護欄連續設置水馬改變了鋼箱梁的氣動外形,在特定風環境條件下產生了橋梁渦振現象。

  5月6日凌晨虎門大橋仍見振動。 目前,虎門大橋將繼續封閉雙向交通,有關單位正全力加快檢測。

  虎門大橋安全通行備受關注,此次抖動是否意味著虎門大橋出現質量問題?南都記者采訪了哈爾濱工業大學(深圳)土木與環境工程學院教授肖儀清,以期解釋市民關注的十個話題。

  肖儀清博士是哈爾濱工業大學深圳研究生院土木與環境工程學院副院長、教授,也是土木工程學會結構與橋梁分會風工程專業委員會委員、振動工程學會隨機振動專業委員會理事、中國建筑學會抗震防災分會結構減震控制專業委員會委員。在5日虎門大橋出現振動后,肖教授接受人民日報采訪時就表示,振動原因是因為水馬改變斷面流線引發渦激共振。

  

  何時停止抖動?目前無法確定  

  Q1:據新華社報道,虎門大橋6日凌晨仍見振動,為何虎門大橋后續還出現振動?

  肖儀清:懸索橋屬于柔性橋,大跨徑懸索橋出現小幅振動屬于正常現象,這次產生渦振的虎門大橋主跨徑達888米。懸索橋有時在較低風速下產生振動,幅度較小眼睛不能分辨,在特殊條件下會產生較大振幅,5日下午出現的振動是由于沿橋跨邊護欄連續設置水馬改變了鋼箱梁的氣動外形,在特定風環境條件下產生了橋梁渦振現象。如果水馬拆除之后還有顯著振動,則需要作專門性的檢測和研究。

  Q2:橋何時能停止抖動?

  肖儀清:這個無法確定。如果水馬完全拆除仍有顯著振動,則需要對虎門大橋作一次全面的檢測評估,包括橋面結構的整體性、懸索和吊桿的張力等各個關鍵性構件,評估之后才能放心。

  

  振動不是因為使用年限過長

  Q3:為什么有的橋抖動會倒塌?虎門大橋現在卻沒事?

  肖儀清:橋的振幅有一個安全界限,如果超過這個界限就會出現問題,同時它還有個正常使用界限,是指振幅沒有超過安全界限,但不適宜行使車輛,昨天虎門大橋就屬于這個情況。虎門大橋這次振動是渦激共振,它是一種限幅振動,即在穩定的條件下產生較為穩定的振幅;但是像1940年美國塔科馬大橋倒塌,是顫振和馳振偶合的結果,這是一種發散型振動。虎門大橋沒有倒塌風險,是因為渦激共振的振幅還遠未達到倒塌的臨界值。

  Q4:虎門大橋主體結構未受損,這是基于哪些來判斷的?

  肖儀清:主要就是依據橋梁振幅沒有達到相關限值。比如,一把塑料尺子,你想給他掰得變形,它是會變形,但并不會斷。但如果再用力掰,過了限值它就斷掉了,這個限值就是我們判斷的一個依據。當然,這個結論還需要根據現場掌握的數據和觀測到的現象綜合分析。

  Q5:出現振動是因為虎門大橋使用年限過長嗎?

  肖儀清:出現渦振的因素是多方面的,但不會是因為使用了20多年年限過長的緣故。大橋的修建都有一個設計使用壽命,一般都是100年,一些特大型重點橋梁的設計使用年限還會更長。但不是說一個橋梁100年它都不會壞,橋梁一定要正常設計、正常施工、正常使用、正常維護,在這四個正常的情況下才可以保證它的安全。

  

  振動不代表有質量問題 需要嚴格的檢測和評定

  Q6:所以,虎門大橋振動,并非是它質量出現問題?

  肖儀清:渦振產生有特定的條件,柔性懸索橋出現振動是正常的,但并不是說看到振動就代表橋有問題,橋梁究竟是否有質量問題,需要嚴格的檢測和評定。

  Q7:虎門大橋是否存在長時間封閉修整的可能?恢復通車需要很長時間嗎?

  肖儀清:如果水馬拆除之后,顯著振動現象可以消除,則可以較快通車。否則,需要先找出問題,再制定合理可行的改進方案,然后予以實施,找出問題并且系統性地去研究它,都是需要一定的時間。

  Q8:像發生這種晃動,車主是有危險的?

  肖儀清:首先是體驗感很差,行駛在晃動的橋上覺得心里不托底,我們都是希望腳踏實地,開車也希望車踏實地,如果行使的時候會晃動,即便安全車主心里都是很不安的。其次橋梁較大幅值振動還會影響行車軌跡,導致交通事故風險增加。

  Q9:以后遇到這種類似情況的概率大嗎?

  肖儀清:不太大。現在相關單位已經組織專家研究,研究之后如果發現問題,肯定是會有技術整改或者加固措施。

  Q10:通過這次事件,是不是以后懸索橋的修整都進行更嚴格的前期評估?

  肖儀清:以后如果要做全橋的維護,整個橋面都要用水馬阻擋,還會改變斷面氣動特性,應該盡量先評估一下,這種評估現在也比較好做,就是采用CFD計算流體動力學軟件平臺當中進行一些模擬分析,就可以得出一些基本的參考結果。此外,結構健康監測系統的推廣應用,也可以收集掌握橋梁全壽命的運行信息,可以更好地用于橋梁結構安全預警和事件之后的安全評估與原因排查。

(責任編輯:關靄瑩)

权重股票排名