虎门大桥仍振动,广东虎门大桥抖动是什么原因

虎门大桥仍振动，广东虎门大桥抖动是什么原因？

虎门大桥这两天惊心动魄的摇摆起伏，目前诊断为涡振现象导致。

为何会导致涡振现象，相信原因是大桥桥面当时正进行维修施工，两旁摆放有1.2米高的水马，使钢箱梁的气动外形被改变，破越断面的流线型，故涡振现象发生后已陆续将水马拆除。

什么是涡振现象？

根据哈尔滨工业大学深圳校区柳成荫、肖仪清和顾磊等专家学者的解释，它是一种兼有自激振动和强迫振动特性的有限振幅振动。当现场风速达到每秒8米左右时，就会引发涡振。不过，桥梁涡振的有限振幅计算是一个十分重要但又异常困难的问题，目前学界尚未有一套较为完整的分析理论。

图一：白点是阻流体，绿色及紫色部分是流体。在流体中安置阻流体，在特定条件下就会出现不稳定的边界层分离，产生两道非对称地排列的旋涡。

涡振现象即是流体动力学中的「卡门涡街」（Kármán vortex street），在自然界中常可遇到。具体而言，在流体中安置阻流体，在特定条件下就会出现不稳定的边界层分离，产生两道非对称地排列的旋涡。其中一侧的旋涡顺时针方向旋转，另一侧的旋涡就逆时针反方向旋转。两排旋涡相互交错排列，同时各个旋涡中间点对齐，如街道两边的街灯般。此种交替的涡流，使阻流体两侧流体的瞬间速度不同，由于速度不同，阻流体两侧受到的瞬间压力也不同，因此使阻流体发生振动。

图二：美国塔科马海峡吊桥在1940年因卡门涡街而倒塌。

像虎门大桥这种情况，由于虎门大桥其特殊性，目前已经汇集了国内顶级专家会诊。像中国著名桥梁结构专家葛耀君在受访时指出，虎门大桥的异常振动并不会对其刚性结构产生影响，也在安全范围之内。武汉大学土木建筑学院教授方正也称，悬索桥在设计时会有一个抖动的安全范围，“肉眼可见的上下起伏，也是正常的，只要在一定范围内就不会影响行车安全。”

虎门大桥1992年开始兴建，1997年正式开通运行。全长15.76公里，其中主路段总长4.6公里，引道段总长11.16公里，双向6车道，日均饱和标准车流量为8万辆（但实际远远不止），主孔通航净高60米，桥下可双向通行5万吨海轮。

目前可查询到的是，虎门大桥为越秀交通基建联营企业，越秀交通基建占其27.78%权益（为其第二大股东），余下经营期限为10年。

越秀交通基建此前披露的年报显示，虎门大桥2019年日均收费车流量为8.85万车次/天，同比下滑27.3%，日均路费收入为284.13万元人民币，同比下滑38%。之所以下滑，主要是南沙大桥分流的原因。在高峰期超过400万一天的日均收入，放眼全中国，也是独此一家。

资料显示，广东虎门大桥有限公司成立于1994年，当前注册资本2.739亿元，公司类型为有限责任公司(台港澳与境内合作)，孙楚文任董事长与董事职位，并为公司法定代表人。

包括第二大股东越秀基建在内，广东虎门大桥有限公司共有6位股东，其中大股东是持股达36%的新粤虎门有限公司，注册地址为英属维尔京群岛，法定代表人同样为孙楚文。此外，其股东还有持股比例22.78%的越秀（中国）交通基建投资有限公司，持股比例15%的广东省公路建设有限公司等。

常走虎门大桥的车主知道，平时虎门大桥根本就没有高峰、平峰之说，不仅收费贵，而且还堵车。不过这种现象随着2019年南沙大桥的投运，已逐渐改变。在今年五一假期第一天，南沙大桥就已取代虎门大桥，成为主要过江通道。虎门大桥车流量约10.61万车次，南沙大桥车流量约20.58万车次，是前者的近2倍。

不过，由于珠江两岸车流依然呈现增长态势，要说虎门大桥退休，那也为时尚早。这次若经诊断、测试完毕后，它依然是南中国最重要的动脉关节之一。

昨天虎门大桥桥面抖动？

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有问题没问题还用问，好好的大桥抖动，看当时视频与过山车一样，波浪起伏，这就是不正常了！

问题是有的，要不怎么抖动，不管你怎么看，不信，你问元芳怎么看！

大风能吹得虎门大桥上下浮动为什么不会掀翻车子？

▲因为虎门大桥桥面是一种叫什么来着的“涡振”幅度比较平缓，汽车的质量大，地球的引力基本上牢固吸引着车在桥面上。如果说是涡振频率大，幅度大，你看它可以将汽车抛到虎门江里去？

官方回应说是虎门大桥桥面异常抖动的原因是“涡振”。在检修桥面时，为了行车与施工员人员安全，摆放的水马；摆放这些水马后相当于把桥面护栏透风孔给堵住了，这样水马影响或者说打破了桥梁抗风平衡，，使大桥产生“涡振”。

专家组判断说是由于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，产生桥梁涡振现象。此次振动不会影响桥梁结构安全和耐久性。

另外，桥梁建造师及专家们也有自己专业分析；认为截止6日上午11时，虎门大桥还有轻微振幅，原因可能不是水马的问题。二次涡振成因为或者第一次涡振没有直接联系。而是大桥其中的某一个受力点发生了变化，有机械阻尼结构变化大或者小了等等。

虎门大桥大修办公室副总工程师张鑫敏5日晚曾经表示：后续发生抖动可能是惯性的原因，涡振会慢慢地自动消除。究竟是什么原因拭目以待。反正我怕，不会开车从虎门大桥通过哟。

虎门大桥桥面波浪式振动的原因找到了吗？

听说解封收费呗，开心呗，高兴呗，行不？

虎门大桥会垮塌吗？

虎门大桥为何还有抖动？是使用年限过长吗？

5月5日下午，虎门大桥悬索桥桥面发生明显振动，专家初步判断，本次振动主要原因是由于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。

5月6日凌晨虎门大桥仍见振动。

目前，虎门大桥将继续封闭双向交通，有关单位正全力加快检测。

虎门大桥安全通行备受关注，此次抖动是否意味着虎门大桥出现质量问题？南都记者采访了哈尔滨工业大学（深圳）土木与环境工程学院教授肖仪清，以期解释市民关注的十个话题。

肖仪清博士1973 年生，江西广丰人。 1995 年 6 月毕业于原哈尔滨建筑大学建筑工程专业，获学士学位； 1998 年 6 月毕业于原哈尔滨建筑大学结构力学专业，获硕士学位； 2001 年 6 月毕业于哈尔滨工业大学工程力学专业，获工学博士学位。是哈尔滨工业大学深圳研究生院土木与环境工程学院副院长、教授，也是土木工程学会结构与桥梁分会风工程专业委员会委员、振动工程学会随机振动专业委员会理事、中国建筑学会抗震防灾分会结构减震控制专业委员会委员。在5日虎门大桥出现振动后，肖教授接受人民日报采访时就表示，振动原因是因为水马改变断面流线引发涡激共振。

何时停止抖动

目前无法确定

专家回应十大问题

Q1：据新华社报道，虎门大桥6日凌晨仍见振动，为何虎门大桥后续还出现振动？

肖仪清：悬索桥属于柔性桥，大跨径悬索桥出现小幅振动属于正常现象，这次产生涡振的虎门大桥主跨径达888米。悬索桥有时在较低风速下产生振动，幅度较小眼睛不能分辨，在特殊条件下会产生较大振幅，5日下午出现的振动是由于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。如果水马拆除之后还有显著振动，则需要做专门性的检测和研究。

Q2：桥何时能停止抖动？

肖仪清：这个无法确定。如果水马完全拆除仍有显著振动，则需要对虎门大桥做一次全面的检测评估，包括桥面结构的整体性、悬索和吊杆的张力等各个关键性构件，评估之后才能放心。

振动不是因为使用年限过长

Q3：为什么有的桥抖动会倒塌？虎门大桥现在却没事？

肖仪清：桥的振幅有一个安全界限，如果超过这个界限就会出现问题，同时它还有个正常使用界限，是指振幅没有超过安全界限，但不适宜行使车辆，昨天虎门大桥就属于这个情况。虎门大桥这次振动是涡激共振，它是一种限幅振动，即在稳定的条件下产生较为稳定的振幅；但是像1940年美国塔科马大桥倒塌，是颤振和驰振偶合的结果，这是一种发散型振动。虎门大桥没有倒塌风险，是因为涡激共振的振幅还远未达到倒塌的临界值。

Q4：虎门大桥主体结构未受损，这是基于哪些来判断的？

肖仪清：主要就是依据桥梁振幅没有达到相关限值。比如，一把塑料尺子，你想给他掰得变形，它是会变形，但并不会断。但如果再用力掰，过了限值它就断掉了，这个限值就是我们判断的一个依据。当然，这个结论还需要根据现场掌握的数据和观测到的现象综合分析。

Q5：出现振动是因为虎门大桥使用年限过长吗？

肖仪清：出现涡振的因素是多方面的，但不会是因为使用了20多年年限过长的缘故。大桥的修建都有一个设计使用寿命，一般都是100年，一些特大型重点桥梁的设计使用年限还会更长。但不是说一个桥梁100年它都不会坏，桥梁一定要正常设计、正常施工、正常使用、正常维护，在这四个正常的情况下才可以保证它的安全。

振动不代表有质量问题，需要严格的检测和评定

Q6:所以，虎门大桥振动，并非是它质量出现问题？

肖仪清：涡振产生有特定的条件，柔性悬索桥出现振动是正常的，并不是能说看到振动就代表桥有问题，桥梁究竟是否有质量问题，需要严格的检测和评定。

Q7：虎门大桥是否存在长时间封闭修整的可能？恢复通车需要很长时间吗？

肖仪清：如果水马拆除之后，显著振动现象可以消除，则可以较快通车。否则，需要先找出问题，再制定合理可行的改进方案，然后予以实施，找出问题并且系统性地去研究它，都是需要一定的时间。

Q8：像发生这种晃动，车主是有危险的？

肖仪清：首先是体验感很差，行驶在晃动的桥上觉得心里不托底，我们都是希望脚踏实地，开车也希望车踏实地，如果行使的时候会晃，即便安全车主心里都是很不安的。其次桥梁较大幅值振动还会影响行车轨迹，导致交通事故风险增加。

Q9：以后遇到这种类似的情况的概率大吗？

肖仪清：不太大。现在相关单位已经组织专家研究，研究之后如果发现问题，肯定是会有技术整改或者加固措施。

Q10:通过这次事件，是不是以后悬索桥的修整都进行更严格的前期评估？

肖仪清：以后如果要做全桥的维护，整个桥面都要用水马阻挡，还会改变断面气动特性，应该尽量先评估一下，这种评估现在也比较好做，就是采用CFD计算流体动力学软件平台当中进行一些模拟分析，就可以得出一些基本的参考结果。此外，结构健康监测系统的推广应用，也可以收集掌握桥梁全寿命的运行信息，可以更好地用于桥梁结构安全预警和事件之后的安全评估与原因排查。