桥面晃成波浪引发热议,专家判断——
虎门大桥结构安全可靠 不影响后续使用
虎门大桥悬索桥桥面发生明显振动引发热议。5月6日,广东交通集团官方回应称,已经对大桥进行了全面检测,据专家组判断,虎门大桥之所以发生振动,是因为桥梁涡振现象,而悬索桥结构安全可靠,不会影响大桥后续使用的安全和耐久性。
为什么说虎门大桥是安全的?
“悬索桥对风非常敏感,因此在设计上就要做许多抗风的安全措施,并进行全面风洞试验,验证桥梁的抗风稳定性。”中交公路规划设计院副总经理、总工程师刘晓东说,对钢箱梁的形状基本是做流线形设计,抗风性能最优,而虎门悬索桥设计就采用了宽度35.6米、高度3.0米、两侧为梭形风嘴的流线型扁平钢箱梁。
虎门大桥钢梁设计者之一、西南交通大学教授郑凯锋说,风导致桥梁振动是相对复杂的空气动力学问题,世界多座桥梁出现过这种现象。虎门大桥是我国沿海地区第一座大跨悬索结构桥梁,1993年在桥梁设计过程中,设计部门就委托北京大学和同济大学等单位进行钢箱梁截面风洞试验研究,结果均表明其空气动力性能良好。
虎门大桥主桥是一座单跨888米的超大跨径悬索桥,是我国首座加劲钢箱梁悬索桥,经历了10多年的设计、研究和施工后建成通车,是我国早期建设的超大跨径桥梁的代表作。
“从1997年6月通车至今近23年,期间经历多次强台风,虎门大桥没有发生如此严重的异常振动,证明桥梁设计结构安全性能有保证。”刘晓东说,此次发生涡振,现场风力也仅5级左右,只是因为悬索桥吊索在进行定期更换,桥面两侧靠近护栏处摆放着隔离带(俗称“水马”,相当于在桥面增设两排矮墙),破坏了桥钢梁的流线形状,刚巧遇到一个合适的风速,在梁体局部形成风的漩涡,由漩涡力导致梁体振动。
郑凯锋分析说,这种特定风场导致梁体振动有几种可能。第一,如果梁体抗扭刚度大,就不会发生扭转振动,但可能出现竖向弯曲或横向弯曲振动;第二,如果梁体抗扭刚度较弱,则可能出现扭转振动(如4月26日发生的武汉鹦鹉洲桥风致轻微振动);第三,个别梁体抗扭刚度更弱,则可能出现扭转振动进一步扩散,导致梁体由局部断裂发展为整体垮塌(如1940年11月发生的美国塔科马桥风致桥毁事件)。
“虎门悬索桥属于闭口截面钢箱梁,梁体扭转刚度较大,发生扭转振动的可能性小;同时梁很宽、横向弯曲刚度大,也不可能发生横向弯曲振动;但由于其梁高度较小,竖向弯曲刚度较低,容易发生竖向弯曲振动,此次异常振动就是这种情况,但不会扩散,所以桥梁的结构是安全的。”郑凯锋说。
“一个大桥的设计方案要经过周密的理论验算、模型验证、专家审核等环节,越是大工程,流程越严格,设计越安全。”刘晓东认为,发生这样的涡振现象,不会对虎门大桥的结构产生影响,但因为晃动不稳,会导致人车行驶的不适。
目前许多桥梁都加装了安全监测系统,这些系统能否提前对涡振进行预警?虎门大桥为什么没有这样的监测系统?
“大桥的设计方案经过了最严密的力学计算和风洞试验验证,发生涡振是十分罕见的,加装监测系统是一种更保险的方式。”刘晓东说,相比加装监测系统,平时更应该注意不要改变桥钢梁的流线设计。
虎门大桥于1997年建成通车,是我国第一座悬索结构桥梁,在刘晓东看来,20多年前其未安装结构涡振监测系统,是因为当时信息监测技术水平尚不是很先进,更是因为桥梁的设计方案科学严谨,保证梁体具备好的抗风安全性。
“近年来,有许多大桥加装了安全监测系统,可以更好地获取振频数据,以便提前采取一些预防措施,比如暂时关闭通行、对桥钢梁流线进行调节等,让车辆行驶体验更舒适。”刘晓东说。
对这次虎门大桥发生的涡振应采取什么措施应对?5月6日,郑凯锋向相关部门提出的建议认为,此次梁体异常振动对桥梁安全没有实质性影响,但是,需要重点检查梁端4个竖向支座、2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。“建议在检查和必要处置后尽快恢复桥梁交通。”郑凯锋说。(记者 矫 阳)
5月15日上午9时起,临时关闭10天的广东虎门大桥恢复交通。虎门大桥连接广州市南沙区与东莞市虎门镇,于1992年动工建设,1997年建成通车,是我国自主设计建造的第一座大跨度钢箱梁悬索桥。
5月5日下午,虎门大桥悬索桥发生明显竖向弯曲振动现象,大桥管理方迅速启动应急预案,联合交警部门及时采取了双向交通管制措施。5月13日晚,在虎门大桥悬索桥恢复交通评估会上,特邀专家组认为,虎门大桥悬索桥结构安全,大桥管理方已采取抑振措施,并落实恢复交通前的准备工作,同意恢复交通运营。
5月5日下午,虎门大桥悬索桥发生明显竖向弯曲振动现象,大桥管理方迅速启动应急预案,联合交警部门及时采取了双向交通管制措施。5月13日晚,在虎门大桥悬索桥恢复交通评估会上,特邀专家组认为,虎门大桥悬索桥结构安全,大桥管理方已采取抑振措施,并落实恢复交通前的准备工作,同意恢复交通运营。
5月5日下午,虎门大桥悬索桥发生明显竖向弯曲振动现象,大桥管理方迅速启动应急预案,联合交警部门及时采取了双向交通管制措施。5月13日晚,在虎门大桥悬索桥恢复交通评估会上,特邀专家组认为,虎门大桥悬索桥结构安全,大桥管理方已采取抑振措施,并落实恢复交通前的准备工作,同意恢复交通运营。
5月10日,广东省交通运输厅在虎门大桥管理中心组织召开虎门大桥悬索桥结构安全评估报告评审会,来自国内检测、设计、科研、施工
针对网传虎门大桥38号吊索钢丝断裂引发该桥振动的消息,虎门大桥管理方11日对外通报称,网传消息不实,管理方已于2019年对38号吊索完成更换。2019年2月,虎门大桥管理方在对桥梁进行巡检时,发现西行38号吊索外侧一根吊索局部异常,立即组织专业检测单位到场检测,对该吊索及周边区域吊索进行详细检查。
今日,9时据微博@交通发布,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。此前报道,5月5日14时
对于网络热传的虎门大桥“38号吊索钢丝绳索断裂”“主缆腐蚀严重”等说法和图片资料等,5月11日上午,大桥运营公司广东虎门大桥有限公司工作人员回复澎湃新闻表示,这些是以前的资料,“不是今年的”。
新华社广州5月7日电5日下午,虎门大桥因发生异常抖动,已施行双向全封闭。记者采访了解到,振动发生时,大桥管理部门正在进行悬索桥吊索更换养护,确实在大桥的跨边护栏设置了水马。
从5月5日下午开始,广东虎门大桥出现大幅度振动,基于安全考虑,大桥实施了双向交通管制并请专家组到现场进行指导。截至今天(5月7日)早上,大桥仍在封闭。