今天看到虎門大橋的視頻,橋面一鼓一鼓的很可怕,真是因加1.2米高的擋墻引發(fā)的嗎?:5月5日,根據(jù)廣東省公安廳交管局發(fā)布消息稱,虎門大橋?qū)嵤╇p向全封閉管制,提
5月5日,根據(jù)廣東省公安廳交管局發(fā)布消息稱,虎門大橋?qū)嵤╇p向全封閉管制,提示途經(jīng)車輛注意繞行,避免浪費時間;㈤T大橋封閉原因是大橋發(fā)生異常抖動。據(jù)現(xiàn)場目擊者所拍攝的視頻畫面也顯示,部分橋面上下起伏,如波浪般抖動。
5月5日,下午4點多廣東交警發(fā)布消息提示,現(xiàn)時廣州、東莞市的交警部門已對虎門大橋進行交通管制。當(dāng)前,虎門大橋?qū)嵤╇p向全封閉,請廣大駕駛?cè)俗⒁饫@行。
另據(jù)南方都市報報道,虎門大橋橋梁專業(yè)人員介紹,橋梁遇到特殊風(fēng)況會晃動是正常的,一般遇到旋渦風(fēng)橋面晃動比較大。為了司乘行車安全,目前交警對虎門大橋進行雙向全封閉。請廣大公眾不必過于恐慌,后續(xù)會根據(jù)檢測結(jié)果發(fā)布相關(guān)信息。
據(jù)消息稱,這次虎門大橋發(fā)生的搖晃現(xiàn)象,是由于風(fēng)速過大引發(fā)了卡門渦街現(xiàn)象。
卡門渦街現(xiàn)象,是指在一定條件下流體流經(jīng)墻邊時,物體的兩側(cè)會周期性地脫落出旋轉(zhuǎn)方向相反、排列規(guī)則的雙列線渦。
卡門渦街后渦交替發(fā)放,就會在物體上產(chǎn)生垂直于流動方向的交變側(cè)向力,迫使橋梁發(fā)生振動,當(dāng)發(fā)生振動的頻率與橋梁結(jié)構(gòu)的固有頻率相吻合時,還會發(fā)生共振現(xiàn)象,這時將會對橋梁造成一定的破壞。
不過從目前的情況來看,虎門大橋的橋提搖晃還是在可接受范圍之內(nèi),畢竟咽喉要但的重要橋梁在設(shè)計時,就會考慮這些問題。但是從安全的角度來看,實行全封閉交通管制也是有必要的。
1、近期大橋做維護,在護欄兩側(cè)設(shè)置了1.2m高的水馬,破壞了主梁迎風(fēng)面形狀,導(dǎo)致了渦激振動;
2、目前水馬已經(jīng)拆除,振動已經(jīng)停止;
3、大跨徑懸索橋?qū)儆谌嵝越Y(jié)構(gòu),容易發(fā)生風(fēng)致振動,主梁迎風(fēng)面的形狀非常重要,這次施工過程應(yīng)該引以為鑒;
4、雖然渦激共振是有限幅度振動,但是也要擔(dān)心由此導(dǎo)致某些構(gòu)件疲勞破壞的風(fēng)險,繼而引發(fā)其他問題。
昨天虎門大橋出現(xiàn)嚴重抖動,央視新聞報道,在畫面中我們?nèi)庋劭梢。第一時間專家到場,立刻對兩側(cè)的交通實施了管制,不允許車輛繼續(xù)在上面行駛,正在緊急的排查中。
一個小小的抖動為什么引起相關(guān)部門的高度重視,雖然大橋的主體結(jié)構(gòu)并未受到損失,人員也沒有傷亡,但這件事卻不能忽視。在人類建設(shè)初期這種懸索橋出現(xiàn)過重大災(zāi)難,美國十一座橋梁毀于這種晃動。
美國塔科馬峽谷橋(Tacoma Narrow Bridge)風(fēng)毀事故
美國塔科馬峽谷橋位于美國華盛頓州塔科馬,總投資800萬美元,1940年7月舉行了盛大的通車儀式。然而4個月之后,這座大橋坍塌了。當(dāng)時正好有一支好萊塢電影隊在以該橋為外景拍攝影片,記錄了橋梁從開始振動到最后毀壞的全過程,后來成為美國聯(lián)邦公路局調(diào)查事故原因的珍貴資料。
事故的起因是1940年11月7日上午,大橋碰到了一場風(fēng)速為19米/秒的風(fēng)。風(fēng)雖不算大,但橋卻發(fā)生了劇烈的扭曲振動,且振幅越來越大(接近9米),直到橋面傾斜到45度左右,使吊桿逐根拉斷導(dǎo)致橋面鋼梁折斷而塌毀,墜落到峽谷之中。
人們在調(diào)查這一事故收集歷史資料時,驚異地發(fā)現(xiàn):從1818年到19世紀末,由風(fēng)引起的橋梁振動己至少毀壞了11座懸索橋,罪魁禍首就是“渦激振動”現(xiàn)象。
什么是渦激振動?
可以簡單的理解為是一種共振現(xiàn)象,大家最熟悉的科普知識是:部隊過橋,為什么不允許齊步走,因為齊步走會引起橋梁的共振,會引發(fā)危險。那么風(fēng)還會引起共振嗎,答案應(yīng)該是肯定的。只不過是風(fēng)吹大橋引發(fā)特殊的“共振”現(xiàn)象。
卡門渦街現(xiàn)象
是流體力學(xué)中重要的現(xiàn)象,在自然界中?捎龅剑谝欢l件下的定常來流繞過某些物體時,物體兩側(cè)會周期性地脫落出旋轉(zhuǎn)方向相反、排列規(guī)則的雙列線渦,經(jīng)過非線性作用后,形成卡門渦街。如水流過橋墩,風(fēng)吹過高塔、煙囪、電線等都會形成卡門渦街。
我們可以用動圖描述這種振動現(xiàn)象:
我們通過上圖可以看到,風(fēng)或水流繞過某物體時,當(dāng)漩渦不斷增長,擺動加強,是美籍匈牙利力學(xué)家馮·卡門發(fā)現(xiàn)的。塔科瑪橋的風(fēng)毀事故,是一定風(fēng)速流吹過邊墻時,會在物體上產(chǎn)生垂直于流動方向的交變側(cè)向力,迫使橋梁產(chǎn)生振動,當(dāng)發(fā)放頻率與橋梁結(jié)構(gòu)的固有頻率相耦合時,就會發(fā)生共振,造成破壞。
那么這次虎門大橋產(chǎn)生晃動,是不是因加1.2米高的擋墻引發(fā)的呢?目前還沒有官方結(jié)論,有可能是維修過程中加了1.2米厚的擋墻水馬,破壞了斷面流線型引發(fā)渦振。因為建座橋是做過風(fēng)洞實驗的,也運營了這么多年了,是不會產(chǎn)生共振的。下圖
風(fēng)不在大,只要有合適的振動頻率對上了就麻煩,共振之后越晃幅度幅度越大,這座橋是抗過臺風(fēng)的,據(jù)中央氣象臺數(shù)據(jù),昨天虎門這里風(fēng)并不是很大,有時陣風(fēng)大了一些,但總會比臺風(fēng)小吧,所以說風(fēng)大小不是致大橋晃動,是渦振。還好沒發(fā)生事故,橋的結(jié)構(gòu)沒有受到影響,大家安心了。如果真是施工裝的擋墻造成的共振,拆除后晃動就消失了。
在“五一”假期最后一天,廣東虎門大橋發(fā)生異常晃動,專家解釋是因為風(fēng)速太大而產(chǎn)生的渦振。
5月5日下午,廣東虎門大橋懸索橋發(fā)生橋面晃動,振幅較為明顯,對行車造成不舒適感。為保障通行安全,廣州和東莞兩地交警已采取交通管制措施,對懸索橋雙向交通全封閉。
根據(jù)“廣州天氣”官方微博發(fā)布的風(fēng)力數(shù)據(jù)顯示,虎門大橋站在每天下午15-17時,基本都有6-7級大風(fēng)維持。一般瞬時風(fēng)6-7級比較常見,持續(xù)兩個小時,還是比較少見的。
渦振是橋梁當(dāng)中常見的一種自然現(xiàn)象,是渦激振動的簡稱。任何非流線型物體,在一定的恒定流速下,都會在物體兩側(cè)交替地產(chǎn)生脫離結(jié)構(gòu)物表面的旋渦。
當(dāng)漩渦不斷增長,擺動加強,不穩(wěn)定的對稱旋渦破碎時,會形成周期性的交替脫落的卡門渦街。
卡門渦街是流體力學(xué)中重要的現(xiàn)象,在自然界中?捎龅,在一定條件下的定常來流繞過某些物體時,物體兩側(cè)會周期性地脫落出旋轉(zhuǎn)方向相反、排列規(guī)則的雙列線渦,經(jīng)過非線性作用后,形成卡門渦街。如水流過橋墩,風(fēng)吹過高塔、煙囪、電線等都會形成卡門渦街。
卡門渦街后渦交替發(fā)放,就會在物體上產(chǎn)生垂直于流動方向的交變側(cè)向力,迫使橋梁發(fā)生振動,當(dāng)發(fā)生振動的頻率與橋梁結(jié)構(gòu)的固有頻率相吻合時,還會發(fā)生共振現(xiàn)象,這時將會對橋梁造成一定的破壞。
近期虎門大橋做維護,在護欄兩側(cè)設(shè)置了1.2m高的水馬,改變了橋梁迎風(fēng)面形狀,導(dǎo)致了渦激振動。
雖然渦激共振是有限幅度振動,但是也要擔(dān)心由此導(dǎo)致某些構(gòu)件疲勞破壞的風(fēng)險,繼而引發(fā)其他問題。
廣州虎門大橋最近發(fā)生了“異;蝿印钡那闆r,要知道每天在這座橋山穿行的車輛不計其數(shù),萬一最終大橋坍塌,那造成的后果絕對是不堪設(shè)想的,不過好在虎門大橋目前的晃動只是呈“波浪形”的搖晃,并沒有任何部分的坍塌。
不過為了保險起見,廣州交警部門目前也已經(jīng)對虎門大橋進行交通管制了,有關(guān)部門肯定會到虎門大橋上對橋梁的安全性進行再一次的檢測和評估,所以這幾天以往在虎門大橋上行駛的車輛,也需要改道而行了。
很多橋梁專家在談到虎門大橋搖晃一事的時候,都認為是正常的“橋梁渦振現(xiàn)象”,那是由于沿橋跨邊護欄連續(xù)設(shè)置了水馬,改變了鋼箱梁的氣動外形,所以在一個特定的有風(fēng)環(huán)境下,就會產(chǎn)生晃動。
所以,虎門大橋之所以會發(fā)生晃蕩,最有可能的情況就是橋梁渦振現(xiàn)象,我個人也覺得橋梁的安全性是沒有任何問題的,所以也希望有一些網(wǎng)友在網(wǎng)絡(luò)上不要以訛傳訛,制造恐慌。
具體虎門大橋是不是真的安全,我相信在有關(guān)部門進行一番檢測和評估之后,就會有一個準確的說法啦。
虎門大橋是懸索橋,是柔性橋,橋梁遇到特殊風(fēng)況會晃動是正常的,一般遇到旋渦風(fēng)橋面晃動比較大。
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擋墻?如果真加了擋墻,有很大可能是擋墻引起的,改變了抗風(fēng)設(shè)計啊,這是極其危險的,這種橋都是有風(fēng)嘴的,怎么能亂加擋墻呢?還嫌風(fēng)荷載小么?
剛?cè)嗣袢請笠脤<业脑捳f了,這是符合設(shè)計的,在可防可控范圍內(nèi),不需要恐慌。作為老百姓,我暫且相信這樣的解釋。嗯,我有一個疑惑。既然是大橋就要通車,但是那橋面跳舞似的,我怎么開車呀?當(dāng)初設(shè)計的時候能不能設(shè)計的更穩(wěn)固些?
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