虎门大桥悬索桥振动主要原因涡振现象怎么引起的 _经验分享

5月5日下午2时许，广东东莞虎门大桥悬索桥桥面出现抖动情况，影响车辆正常通行。随后，当地交警采取交通管制措施，对悬索桥双向交通全封闭。
5月6日，广东省交通集团官方微信公众号称，广东省交通运输厅、省交通集团连夜组织国内12位知名桥梁专家召开专题视频会议进行了研判。专家组初步判断，虎门大桥悬索桥振动主要原因：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。
专家组研判结果公布后，依然未能解除民众疑惑：虎门大桥为何要大修？大桥涡振是否与主缆损耗、吊索断裂有关？更换构件是否损坏大桥原本性能？大桥究竟何时能通车？……诸多问题引发网友热议。
5月10日，虎门大桥钢梁的设计者之一、西南交通大学土木工程学院教授郑凯锋告诉上游新闻（报料微信号：shangyounews），虎门大桥是安全的，公众无需紧张和恐慌。虎门大桥从1997年6月通车至今近23年，期间经历多次强台风，都没有异常振动，证明桥梁能够安全抗击大风。此次涡振没有实质性影响桥梁安全，他建议在检查和必要处置后尽快恢复交通。
同日，中国工程院院士，湖南大学土木工程学院教授、博士生导师，湖南大学风工程试验研究中心主任陈政清向上游新闻表示，虎门大桥作为中国最早的悬索桥之一，从设计上说是没有问题的。此次涡振对于大桥整体来说没有太大影响，后续经修缮、保养依然可以维护大桥性能。
5月11日9时许，中国交通报官方微博“交通发布”公布了虎门大桥涡振原因：据专家分析，水马是涡振诱因，虎门大桥结构安全，相关抑振措施正在研究实施中。

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5月9日，虎门大桥涡振之后已被关闭，相关部门正在对大桥进行全面检修。航拍/上游新闻采访人员王敏
超负荷：虎门大桥交通拥堵是常态
对于珠江口东西两岸的城市群，虎门大桥的重要作用不言而喻。
虎门大桥于1992年10月28日动工建设， 1997年6月9日建成通车；全长4588米，双向6车道，日均饱和标准车流量为8万辆，主孔通航净高60米，桥下可双向通行5万吨海轮。
作为首座跨越珠江口东西两岸的大型桥梁，虎门大桥不仅支撑了珠三角经济的快速发展，并引领了中国桥梁建造史上的技术创新。拥有18项国内或国际先进水平工程技术和工艺的虎门大桥，一度代表着二十世纪中国桥梁建设的最高成就。
另外，虎门大桥主桥为跨径888米的钢箱梁悬索桥，为中国第一座大规模大跨度的现代悬索桥，在当时被称为“中国第一跨”；辅航道桥为主跨270米的预应力混凝土连续刚构桥，是当时同类型桥梁世界之最，被誉为“世界刚构第一桥” 。
虎门大桥投入使用后，成为莞佛高速公路重要组成部分。虎门大桥段作为珠江口核心区域的一条重要的过江通道，是广东省高速公路网“十二纵七横”中第五横通道中的莞佛高速过江段。
广东省交通运输厅于2019年4月公布资料显示，截至2018年底，连接珠江口东西两岸的公路跨江通道中建成通车的有珠江黄埔大桥、虎门大桥、港珠澳大桥等3条桥。
作为珠江口东西两岸城市的跨江大桥，投入使用后的虎门大桥在二十年余间的日均行车状况，交通负荷大，交通拥堵成为常态。
郑凯锋告诉上游新闻采访人员，虎门大桥原来设计交通量是日均8万车次，前些年交通量非常大，有时日均超过15万车次，有小段时间还有超载车辆。2019年4月南沙大桥(即虎门二桥)通车后已经分流的不少车流，特别是重车。
据2019年3月8日中新网报道，虎门大桥车流量饱和值超1倍，需检测“保养” ，限行核定载10吨以上货车。多位业内人士告诉采访人员，超负荷、拥堵成常态，给虎门大桥的性能造成一定损耗，对大桥进行定期修缮也是正常操作。

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【虎门大桥悬索桥振动主要原因涡振现象怎么引起的】网传“虎门大桥发生异常抖动的检测结果” ，实际上是2019年11月《莞佛高速虎门大桥段大修改造工程方案设计汇报》。该文件显示，虎门大桥有吊索钢绳断裂，还有主缆开缆检查腐蚀较严重。图片来源/网页截屏
检验报告：虎门大桥主缆腐蚀较严重
2019年下半年，虎门大桥大修计划被提上议程。
上游新闻采访人员获得的一份据称是中交公路规划设计院有限公司于2019年11月作出的《莞佛高速虎门大桥段大修改造工程方案设计汇报》（简称报告）显示，该报告囊括虎门大桥工程概况、交通量分析与预测、技术标准、建设条件、桥梁方案、问题与建议。
报告称，由于长期超负荷运营，造成虎门大桥主、引桥病害严重，部分结构需更换。以往局部加固效果的持续性较差，在重交通作用下，结构进一步劣化，难以从根本上解决结构病害问题，因此本次对病害严重的桥梁提出结构大修方案。
报告显示，国家道路及桥梁质量监督检验中心《虎门大桥悬索桥检验报告》（2018年3月）指出：虎门大桥悬索桥技术状况评定为3类桥，处于“有中等缺损，尚能维持正常使用功能” 。《莞佛高速虎门大桥悬索桥钢箱梁专项检查报告》（2018年3月）指出：“目前虎门大桥悬索桥钢箱梁抗疲劳性能，不能满足剩余设计使用年限的需求。”
此外，悬索桥主缆开缆检查发现：1.中跨跨中位置附近主缆顶、底面腐蚀较严重；2.入东锚口处位置附近主缆两侧腐蚀较严重。中跨和入东锚口处主缆位置均有3-4层腐蚀较严重的钢丝，继续往主缆中心腐蚀较轻。吊索上游侧38号吊索钢丝绳断裂，发生于钢箱梁内侧锚头处，旧索从内而外发生锈蚀。已拆除吊索又发现多根出现锈蚀。
5月11日12时许，上游新闻采访人员欲就上述报告的真实性，多次联系中交公路规划设计院有限公司，其多个部门的办公电话均无人接听。

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根据网传“虎门大桥发生异常抖动的检测结果” ，有人据此认定虎门大桥异常抖动与吊索钢绳断裂、主缆腐蚀较严重有关。图片来源/网页截屏
专家认为：大桥病害与涡振无直接关系
目前，这份报告部分内容流传于网络，不少网友质疑悬索桥主缆损耗和吊索钢丝绳断裂，是否为导致大桥涡振的原因之一？
郑凯锋对此进行了否认，他称两者间没有直接关系，大桥涡振由主要由水马诱发。
郑凯锋介绍，桥梁进行维修时，在护栏内侧摆放隔离带，俗称水马。摆放隔离带是考虑施工安全，但这种隔离带会影响气流的通透性。风导致桥梁振动是相对复杂的空气动力学问题，世界多座桥梁都出现过。通俗一点说，遇到特定的中等风(非台风和强台风) ，在局部形成风的漩涡，由漩涡力诱发的梁体振动；当天虎门大桥撤除了隔离带，振动逐步就减缓。
5月9日，同济大学土木工程学院土木工程防灾国家重点实验室教授、原同济大学风洞试验室主任、虎门大桥主桥风洞试验的参与者宋锦忠在接受《财经》采访时表示，由于维修更换吊索时，桥面还在正常通车，施工方担心作业时过往车辆碰到吊索和维修人员，特地设立了两面水马挡墙，这就把桥的断面外形全部破坏掉了，涡振就可能马上出现。恰巧，当时空气中的风均匀地吹过来，形成了稳定的层流，吹拂到断面上，赶上特殊的夹角，就在主梁断面的下游形成了有规则的运动旋涡，它的振动频率和结构的某个频率一致进而导致涡激共振。
也有人质疑，虎门大桥在检修过程中换置吊索等材料，改变了大桥原本的性能，最终造成涡振。
郑凯锋告诉上游新闻采访人员，由水马诱发的涡振与替换构件没有关系。虎门大桥这次维修是更换吊索；简单说，就是用新的替换原有旧的，目的是为了保持桥梁原来的性能。涡振之后，虎门大桥仍然可以继续维修，只是不能采用原来的水马隔离带，必须用通透性好的隔离带。

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5月9日，虎门大桥涡振之后已被关闭，相关部门正在对大桥进行全面检修。摄影/上游新闻采访人员王敏
做好服务：悬索桥能运行100年
在大跨度的桥梁设计中，在目前看来较为安全的悬索桥是设计师的重要选择之一
中国工程院院士陈政清告诉上游新闻采访人员，一般来说，桥梁的设计寿命为100年，一些重点项目的设计寿命会更长。如何充分利用悬索桥设计寿命，是国内外桥梁设计师在不断探讨的问题。
1937年完工并投入使用的美国金门大桥，如今已经有83年历史；布鲁克林大桥于1883年通车，如今已有137年历史。陈政清称，悬索桥维持100年的使用寿命并不是不可能。
陈政清表示，中国在20世纪90年代开始兴建悬索桥，虎门大桥作为中国最早的悬索桥之一，从最初设计上是没有问题的。此次涡振对于大桥整体来说没有太大影响，后续进行修缮、保养依然可以维护桥的性能。
陈政清认为，桥梁构件在使用中出现老化、性能变差是正常情况，只要及时维修、护养等，桥梁就不会有大问题。比如吊索钢丝绳断裂，那就更换索吊；主缆锈蚀，就加强主缆除湿、除锈等。如今在中外诸多悬索桥维修过程中使用的更替材料，相对最初桥梁使用的原材料，应该更加先进和优质，也会让桥梁的性能变得更好。
宋锦忠对媒体称，只有从建设方、设计、施工、监理、科研、维保等各方面达到一定的水准，做到全寿命服务，才能让一座桥在100年至150年的服役期里面，正常地运营、服务大众。
虎门大桥经历涡振之后何时通车，也是公众关切的方向之一。
5月9日晚，上游新闻采访人员在现场通过航拍观察到，虎门大桥仍在进行车辆荷载试验。
宋锦忠接受媒体采访时称， 5月9日晚，虎门大桥进行了40余辆车的荷载试验，结果发现桥面仍存在一定的涡振现象。同时经过检测发现，桥梁的刚度没有问题，但体现桥梁抗振设计的重要参数已经低于国标。阻尼从设计时的国标规范0.05降至0.01 ，这代表大桥的抗振能力降低了。测试结果还显示，振幅很小，本质上不影响桥梁安全；建议虎门大桥应该马上通车， “桥没有安全问题，没有稳定问题，只有舒适度的问题。”
郑凯锋告诉上游新闻采访人员，虎门大桥是安全的，公众无需紧张和恐慌。虎门大桥从1997年6月通车至今近23年，期间经历多次强台风，都没有异常振动，证明桥梁能够安全抗击大风。此次涡振没有实质性影响桥梁安全，但需要重点检查梁端4个竖向支座、两个抗风支座和伸缩缝是否局部损伤、梁体个别钢板原有少量裂纹是否加剧等。他建议在检查和必要处置后尽快恢复交通。

虎门大桥悬索桥振动主要原因 涡振现象怎么引起的

虎门大桥悬索桥振动主要原因涡振现象怎么引起的