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施邦 | 虎門大橋(qiáo)顫動超20小時!專家分析來了

發布時間:2020-05-07 17:46:31發布作者:施(shī)邦實業文章(zhāng)來源(yuán):施邦實業(yè)



4月26日下午,武漢鸚(yīng)鵡洲長江大橋橋(qiáo)體出現可感知的(de)上下(xià)晃動現象,該橋管養單(dān)位武漢市城(chéng)投(tóu)集團公司回應稱,此次橋梁異常振動係特定風況引起,振幅在設(shè)計允許範圍內(nèi);橋梁結構運(yùn)行正常,安全有保(bǎo)障



5月5日下午14時許虎門大橋懸索橋橋麵出現可感知的波浪般晃動廣東交通集團通報:振動係橋梁渦振現象,並認為懸索橋結構安全(quán)可靠,不會影(yǐng)響虎(hǔ)門大橋後續使用的結構安全和耐久性。


據(jù)虎門大橋橋梁專業人員介(jiè)紹,橋梁遇(yù)到(dào)特殊風況會晃動是正常的,一般遇到旋渦風橋麵晃動比較大。不久前長江鸚鵡洲大橋也出現類似(sì)現象。



但直至小編發稿前,虎門大橋渦振(zhèn)已持續超20小時。5月6日,廣東東莞虎門(mén)大橋管理中(zhōng)心召開媒體答疑會。中交公路規劃設計院教授級高工(gōng)、業(yè)務總監、著名橋梁專家吳(wú)明遠,虎門大橋副總工程師(shī)張鑫敏等專家接受采(cǎi)訪,專家預估:個人感覺橋梁安全性沒問(wèn)題。而在早前通報中,專家初步判斷此次(cì)渦振和橋(qiáo)上連(lián)續設置水馬有關,在撤掉水馬後大橋渦振依舊(jiù)持續(xù)。





日常

養護

1

日常養(yǎng)護設置水馬


虎門大橋公司副總工程師張鑫敏介紹(shào),大跨(kuà)徑懸索橋在(zài)較低風速下存在渦振現(xiàn)象,振幅較小時不易察覺。由於近期正在(zài)針對大橋進行日常養護和檢查工作。管養單位封(fēng)閉了橋梁南側的(de)一條車道,在橋梁兩邊放置了臨時擋牆防止車撞,也就是俗稱的“水馬”,正(zhèng)是它使橋(qiáo)梁產生了渦振。



交通運輸部專家工作組(zǔ)成員、同濟大學(xué)教授 陳艾(ài)榮(róng):水馬靠近欄杆以(yǐ)後,本(běn)來透(tòu)風的欄杆就變成了實體的,流線型的(de)斷麵就變成了不流線型的斷麵,氣流經過鈍體以後,會產生分離,就會(huì)形成漩渦,形成一(yī)個個的漩(xuán)渦,它(tā)有(振(zhèn)動)頻率,這個頻率跟(gēn)橋梁的自身頻率比較接近(jìn)的時候,就(jiù)會(huì)發生共振(zhèn),xk8100星空传媒(men)叫渦激共(gòng)振。



西南交通大學教授 廖海黎:現在的共(gòng)識,是由於大橋這一階段正在做吊索更換,這是一個正常維修,但更(gèng)換吊索時,橋麵上擺放了很多“水馬”,即塑料臨時隔離裝置。xk8100星空传媒認為這是誘發大橋發(fā)生振動的一個原因。


所以這次異常振動,初步判斷並非在正常運(yùn)行狀(zhuàng)態下發生,而是由於臨(lín)時放置的設施引起。如果撤掉水(shuǐ)馬橋梁(liáng)恢複到以前的正常狀態,這種異常振動應該就不會一直存在;如果渦振仍未停止,其原(yuán)因可能需要有具體觀測數據才能判斷。一個上萬(wàn)噸的(de)鋼鐵(tiě)巨物(wù)一旦被發動起來(lái),要完全(quán)恢(huī)複靜止也是需要時間的,因(yīn)為風還在不停地吹著。




大橋風致理論

2

 懸索橋主梁的風致振動


根據大橋風致理論,懸(xuán)索橋(qiáo)主梁的風致振動主要包(bāo)括:(1)高風速顫振發散;(2)低風速均勻風場下的渦振;


風致振動

懸索橋顫振(Flutter):振動的橋梁(liáng)通過氣流的反饋作用不(bú)斷吸取能(néng)量,當達到臨界風(fēng)速時使(shǐ)振幅逐步增大直(zhí)至最(zuì)後(hòu)使結構破壞的發散性振動。該振動(dòng)多發生在風速較大的情況,根據節段模型風動試驗,虎門大橋的顫振臨界風(fēng)速大於79m/s,遠大於(yú)現在發生振動的約9m/s。


渦激共振(Vortex-excited Resonance):風繞流經鈍(dùn)體結構時(shí)可能發生旋渦的脫落,出現兩側交替變(biàn)化的(de)渦激力,當旋(xuán)渦脫落頻率接近(jìn)結構的自振頻率時,所激發出(chū)的結構共振現象。多發生在小於25m/s的較低風速。



交通運輸部專(zhuān)家工作組在5月6日已經抵達現場開展調查研討,並向媒體回應了(le)社會關切。交通運輸部專家工作組(zǔ)專家:虎門大橋橋梁已基本穩定。

交通運輸(shū)部專家工作組成員、中交公路(lù)規劃設(shè)計院教授 吳明遠:專家會的意見認為,這個是渦振(zhèn)產生的,懸索橋會有兩種震(zhèn)動,一種是會影響舒適性的叫渦振,另外一種就是會(huì)影響橋梁安全的叫顫振,xk8100星空传媒這次發生主要是影響舒適性的渦振,應該說這(zhè)個渦振對橋梁結構不會產生(shēng)大的影響,當然了,如果是長時間地發(fā)生渦振,會有(橋梁)疲勞的問題發生,當然xk8100星空传媒(men)也看到了,就是不到20個小時橋梁基本上是穩定(dìng)了。

根據交通運輸部(bù)專家工作組的初步(bù)判斷,虎門大橋此次抖動,主要原因是由於沿橋跨邊護欄連續設置水(shuǐ)馬,在特定風環境條件下產生的橋梁渦振現象。


交通運輸部專家工(gōng)作(zuò)組專家:再次發生明顯渦振可能性較低


專家介紹,虎門大橋(qiáo)采用的是流線型的斷麵設計,本身的風阻較(jiào)小,發生渦振的概率也比較小。

交通運(yùn)輸部專家工作組成員、同濟大(dà)學(xué)教授 陳艾榮(róng):發生的概率很低,(橋梁的)斷麵選擇比較好,但不能保證(不發生),(通車)23年(nián)沒發生(shēng),不是23年以後就不發生,這個不能百分之百保(bǎo)證,但是發生像這種明顯的振動,可能性(xìng)比較低(dī),但不是百分之百就沒有,也許還有,但是它不會(huì)引(yǐn)起安全問題。





安全(quán)第一

3

大橋交通管製


從15點20分開始,虎門大(dà)橋公司聯合交警對主線、太平立交站、威遠A站、南沙B站入口實施全封閉交通管製;並對廣珠(zhū)東(dōng)線、廣珠北段、廣深沿(yán)江高速、廣深高速等相關路(lù)段進(jìn)行遠端分流。



16點06分,虎門大橋公司啟動《虎門區域跨江大(dà)橋(qiáo)應急保暢通聯動預案》一級響應,太平立交站、威遠A站、南沙B站入口均實施全封閉交通管製,往廣珠東高速方向車輛分流至(zhì)威遠B站出口、往(wǎng)廣深高速方向(xiàng)車輛(liàng)分流(liú)至南沙A出口下高速。



從(cóng)5月5日(rì)下午2點虎門大橋發生渦振以後,這一路段一直處於交(jiāo)通管製狀(zhuàng)態。現(xiàn)在是否具備通車條件呢?


交通運輸部專家工作組成員、同濟大學教(jiāo)授 陳艾榮(róng):本身風的問題,這個角度來講,我認(rèn)為通車是沒有問題的,即使在橋(qiáo)上發生這樣的(de)振(zhèn)動,大家也別慌張,大橋開(kāi)放(fàng)是沒(méi)有(yǒu)問題的,這是我的觀點。

不過(guò)專家表示,大橋最終的(de)開放還需(xū)要綜合考(kǎo)慮各種因素,需要保持穩慎的態度,在(zài)全麵完成橋梁檢測之後,才(cái)能夠確定(dìng)具體恢複通行的時間。



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