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虎门大桥虎门大桥要塌了？专家告诉你想多了！


北京联盟_本文原题：虎门大桥要塌了？专家告诉你想多了！
虎门大桥虎门大桥要塌了？专家告诉你想多了！
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5月5日 ， 广东虎门大桥桥面发生振动的视频在互联网上瞬间刷屏 。 在大家印象中坚不可摧的大桥居然以40厘米左右的幅度振动 ， 桥上经过车辆中的乘客甚至产生了晕眩感 ， 简直是好莱坞灾难大片的现实版 。 如果再联想到1940年11月坍塌的美国塔科马海峡大桥 ， 不由得让我们“细思恐极”—— 大桥设计是否存在缺陷？施工中是否出现了严重失误？虎门大桥是否有垮塌的危险？
对于这次罕见的大桥震动事故 ， 许多桥梁工程专家第一时间给出的解释是 ，桥面安装的水马引起了涡振 。
水马：分割路面的注水塑制障碍物 。
涡振：气流绕过结构时 ， 会产生周期性的漩涡脱落 ， 当这个漩涡脱落的频率与结构的固有频率相近时 ， 就会发生大幅度的共振 。
但水马撤除后 ， 虎门大桥依然产生了规模较小的“余振” ， 与此同时 ， 几张虎门大桥吊索锈蚀断裂的照片再次在网络上疯传 。 大家不由得心生疑问 ， 会不会是因为吊索的锈蚀引起大桥的振动？小小的水马真的是引发大桥振动的罪魁祸首吗？虎门大桥的问题应该如何解决呢？
缆索：大桥的阿克琉斯之踵
虎门大桥虎门大桥要塌了？专家告诉你想多了！
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塔科马大桥：求求你们不要再艾特我了 ， 让我静静地躺在河里吧 | www.seatletimes.com
首先我们来看看第一个犯罪嫌疑人——吊索 。 如果吊索的断裂要引起大桥的振动 ， 大概只有两种可能 ，一种是吊索的断裂导致了结构整体刚度的下降 ， 虎门大桥一共有数百根吊索 ， 少数吊索的断丝问题很难引起桥梁整体的动力特性改变 ， 而如果大量的吊索断裂 ， 那虎门大桥恐怕已经濒临垮塌 ， 而不是桥面振动那么简单了 。
第二种可能 ， 是吊索的振动引起主梁的振动 。 2005年7月 ， 克罗地亚著名的杜布罗夫尼克大桥 ， 就发生了严重的吊索事故 ， 在狂暴的风雨中 ， 大桥的吊索放飞了自我 。 据推算 ， 这座斜拉桥的斜拉索当时的振幅达到了2.5米 ， 拉索之间出现了碰撞 ， 导致拉索的HDPE保护套破裂 ， 桥塔上用来锚定拉索的高强螺栓脱落掉在了桥面 。 这一事件引起了极大的恐慌 。
但是 ， 即使是这样大幅度的拉索振动 ， 我们从现有的网络视频中 ， 也可以看出桥面的振动幅度很小 ， 从而说明对于虎门大桥这样的索承重桥梁来说 ， 要靠吊杆（拉索）这样的缆索振动引起主梁的振动 ， 吊杆的振幅一定要达到很大的幅值 ， 而这不可能不引起过往司机行人的注意 ， 因此吊杆振动引起虎门大桥振动的说法 ， 也基本可以排除 。
虎门大桥虎门大桥要塌了？专家告诉你想多了！
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杜布罗夫尼克大桥上因为拉索碰撞而损坏的拉索保护层 | 作者供图
那么 ， 为什么桥梁吊索在不良天气中会发生这么可怕的振动呢？这种振动叫做风雨振 。 大家可能还有印象 ， 中学时代化学实验中化学老师不断地强调“玻璃棒的作用是引流！”而在下雨时 ， 大桥上一定倾斜角的拉索就会像玻璃棒一样给雨水“引流” ， 雨水在拉索表面流动形成了水线 。 正是这种2~3毫米的水线改变了截面的形状 ， 改变了结构受到的气动力 ， 引起了拉索的发散性振动 ， 从而导致了风雨振的发生 。
如何限制缆索的振动 ， 一直是桥梁工程领域的一个难题 。 当缆索的振动幅度增大时 ， 缆索的保护结构就会破坏 ， 桥面用来固定缆索的锚箱也会开裂 ， 进水 ， 原本保护缆索的装置直接变成了引起锈蚀的蓄水池 。 不过虎门大桥的吊索质量堪称优良 ， 参考国内的类似工程 ， 抚顺市天湖大桥在通车12年后更换了吊索 ， 江阴大桥在通车10年后就开始更换吊索 。 虎门大桥1997年建成 ， 20年才被发现吊索锈蚀破坏 ， 人家还有点小骄傲呢 。


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