虎门大桥异常发抖咋回事?港珠澳大桥抗风试验专家详解

科学 | 2020-05-07 08:12:08

(原标题:虎门大桥异常发抖到底怎么回事?港珠澳大桥抗风试验专家详解)

每经记者 黄名扬  每经编辑 刘艳美

昨天(5月5日)下午,广东虎门大桥产生异常发抖,激发全网存眷。

5月6日上午,据“广东交通集团”微信公家号传递,广东省交通运输厅、省交通集团连夜组织海内12位知名桥梁专家召开专题视频集会举行了研判。

传递称,专家组开端判断,虎门大桥悬索桥本次振动主要原因是,由于沿桥跨边护栏持续配置水马,改变了钢箱梁的气动外形,在特定风情况条件下,发生的桥梁涡振现象。

按照现有把握的数据和观测到的现象阐发,虎门大桥悬索桥布局宁静靠得住,此次振动也不会影响虎门大桥悬索桥后续使用的布局宁静和经久性。

振动产生后,大桥办理部分随即关闭大桥,并拆除两侧护栏的挡墙(水马)。不外,据@新华视点 动静,已往23个小时内,虎门大桥呈现多次振动幅度加强周期。截至5月6日14点30分,虎门大桥振动环境开始削弱。

视频截图

作为到场上述专题视频集会的专家之一,西南交通大学传授廖海黎及其团队曾负担港珠澳大桥所有通航孔桥和钢箱梁非通航孔桥的抗风机能研究事情,为港珠澳大桥的抗风设计,以及风致振动抑制办法提供了科学依据。

为什么虎门大桥仍未遏制振动?有没有宁静风险?对于诸多热点问题,廖海黎接管《逐日经济新闻》记者(下称“NBD”)专访,作了具体解读。

虎门大桥:

1997年建成通车的虎门大桥,是广深珠高速公路网主要构成部门,毗连珠江两岸。该桥投资近30亿元,是国度重点工程,也是我国第一座大跨度钢箱梁悬索桥。其无论设计还是施工,均为海内首次实验,在我国桥梁史上具有特殊职位,多项技能曾获创新大奖。

图片来历:摄图网

1.过大的振动是不正常的

NBD:虎门大桥桥梁专业人员此前回应,桥梁碰到特殊风况会晃动是正常的,一般碰到旋涡风桥面晃动比力大,您能更具体地解释一下吗?

廖海黎:桥梁布局振动是正常的,不行能没有振动。不管是风的感化,还是车辆的感化都有振动,只要振动不大、人感觉不到,这种振动就是无害的。

虎门大桥是大跨度的悬索桥,属于柔性桥梁。悬索桥柔性较大,长处是跨越能力强、跨度大,但缺点是风的感化下容易产生振动。振动是正常的,但过大的振动就是不正常的,过大的振动至少会影响行车的舒适性;假如振动太大,还会影响行车的宁静性。

2.要完全恢复静止需要时间

NBD:虎门大桥昨天的异常发抖算是大幅度振动吗?有人提出,之前虎门大桥遭遇超等台风“山竹”都没晃得这么厉害,那您认为虎门大桥这次异常振动的原因是什么?

廖海黎:从视频上看,振动的幅度相当不小了,属于异常振动。

昨天我们也在专家会上接头过,此刻的共鸣,是由于大桥这一阶段正在做吊索改换,这是一个正常维修,但改换吊索时,桥面上摆放了许多“水马”,即塑料姑且断绝装置。我们认为这是诱发大桥产生振动的一个原因。

所以这次异常振动,开端判断并非在正常运行状态下产生,而是由于姑且放置的设施引起。假如撤掉水马桥梁恢复到以前的正常状态,这种异常振动应该就不会一直存在;假如涡振仍未遏制,其原因可能需要有详细观测数据才能判断。一个上万吨的钢铁巨物一旦被发动起来,要完全恢复静止也是需要时间的,因为风还在不断地吹着。

虎门大桥 图片来历:摄图网

3.涡激振动不影响桥梁布局宁静

NBD:海内外雷同的大桥异常振动普遍吗?原因是否都是相似的?

廖海黎:从丹麦的大海带桥,到日本东京湾桥、俄罗斯伏尔加河大桥,再到前段时间武汉的一座悬索桥——鹦鹉洲大桥晃动,不管海内还是外洋,产生风致振动的报道还是有一些。

这些桥梁的振动,原因根基上都是同一类型,即涡激振动。涡激振动是风致振动的一种,其特点是在较低的风速下,如三、四、五级风,就可能产生振动。这也意味着这种振动呈现的频率会比力高;涡激振动的另一个特点,是振幅有限,这种振动对桥梁布局自身的宁静性不会造成影响,影响主要还是表现在对人的舒适性、行车的宁静性上。

4.不消担忧虎门大桥被“吹垮”

NBD:一些公家担忧这种振动会不会越来越大,甚至演变为外洋呈现过的桥梁被“吹垮”的环境?

廖海黎:外洋简直呈现过这种环境。美国的塔科马海峡吊桥1940年7月通车,4个月后就被风吹垮。该桥开始是小幅度振动,厥后风越来越大、振动越来越大之后桥毁掉了。

不外,对虎门大桥应该说不担忧这个问题。桥梁的风致振动有许多类型,我们比力存眷的主要是两种类型的振动,一是涡激振动,另一个就是颤振。颤振是一种在很高风速下,可能粉碎桥梁布局的严重振动。虎门大桥产生颤振的风速实际上比超等台风还要高。

在美国1940年塔科马吊桥坍塌后,颤振就被作为大跨度桥梁设计中第一重要的因素来思量,此刻的科技手段可以或许包管桥梁在寿命期不产生颤振。所以颠末专门抗风试验的大跨度桥梁,只要试验、设计和施工中没有什么失误,抗风宁静性都是有充实包管的。

塔科马吊桥坍塌后,世界上再没有一座桥梁因为颤振产生问题。虎门大桥其时涡激振动和颤振的试验必定都做过,这次产生的涡激振动长短正常因素导致的偶发振动。

5.对“老桥”抗风性无须担忧

NBD:虎门大桥1997年建成通车,之后桥梁的抗风设计和风致振动抑制办法还在不停向前成长。不少人体贴,在那之前的“老桥”抗风性会不会相对较差?将来持久运行中是否宁静?

廖海黎:虎门大桥到此刻已经通车20多年了,包括抗风设计技能在内的各方面技能有了长足进步,但“老桥”的抗风宁静性应该不消担忧。

一方面,已往技能也好、认识也好,比此刻必定会有差距,但其时虎门大桥设计时,抗风能力已经可以或许包管桥梁宁静了。厥后为了让桥梁运行更宁静、更好,我们还在不停做一些新技能研发。比方桥梁减振技能,应该说就比20多年前要进步了许多。

另一方面,虎门大桥是我国第一座大跨度钢箱梁悬索桥,具有里程碑意义。在那之前,我国的大桥根基上都不是悬索桥、斜拉桥等所谓的柔性桥梁,柔性桥梁在我们国度的成长,也就是近20多年的工作。

在这之前更老的一些大桥,如1957年建成的武汉长江大桥等,都是桁架梁形式,属于梁桥。梁桥的跨度不如柔性桥大,但抗风机能却比柔性桥梁要好,所以那些“老桥”在抗风方面无须担忧。

武汉长江大桥 图片来历:摄图网

6.港珠澳大桥降服台风难题

NBD:那么,在桥梁抗风问题上,全球规模内是否另有什么技能瓶颈?港珠澳大桥范围更大,其抗风方面有什么冲破或创新?

廖海黎:此刻已经开始成长超大跨度桥梁了,这对柔性桥梁的抗风提出了更高要求。

实际上,土耳其今朝已经在建设凌驾2000米的悬索桥,我国也正在规划跨度凌驾2000米的桥梁。超大跨度悬索桥可能会带来一些新的问题,如非线性问题,这就需要在设计理论、方法、技能上都有新的成长才可以或许适应需求。

港珠澳大桥全长50多公里,整体上虽是一个很长的桥,但个中大部门都是普通的、跨度不大的桥梁,只有几座在航道上的通航孔桥属于大跨度柔性桥梁——斜拉桥。从斜拉桥的跨度对比,世界规模内这几座桥的跨度实际上又不算大了,海内外比其跨度大的斜拉桥另有不少。

图片来历:港珠澳大桥办理局

可是港珠澳大桥所处的地理位置比力特殊,本地常常产生台风,所以其时这几座通航孔桥的抗风设计中需要降服一些技能难题。其时我们团队专门针对这些难题做抗风试验,对于涡激振动和颤振等,也都采纳了一些技能上的办法,可以或许包管桥梁运行的宁静和舒适性。

— 精彩推荐 —

友情链接: 广东信息网 肇庆市龙禧小学 看球网 荆州人才网 教育在线 洛神网 乌镇旅游 国歌舞剧院 微暮色 乐购网 百观网 体育头条 水稻研究所 节日小说 路虎之家 书本网 文学星期五 牛体育 十堰汽车网 直播365 玩游戏吧 曙光健康网 博泽中国 果壳财经 看体育 给力体育 周末体育吧 第一体育网 快猫足球吧 神马体育 金冠体育 体育最前沿 一号体育 五星运动 今日看点 问问搜搜 移速手游 夜游游戏 四哥游戏 辽宁游戏网 数学教育网 江南在线 123热门手游