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[導(dǎo)讀]虎門大橋安全通行備受關(guān)注,此次抖動(dòng)是否意味著虎門大橋出現(xiàn)質(zhì)量問題?南都記者采訪了哈爾濱工業(yè)大學(xué)(深圳)土木與環(huán)境工程學(xué)院教授肖儀清,以期解釋市民關(guān)注的十個(gè)話題。

5月5日下午,虎門大橋懸索橋橋面發(fā)生明顯振動(dòng),專家初步判斷,本次振動(dòng)主要原因是由于沿橋跨邊護(hù)欄連續(xù)設(shè)置水馬改變了鋼箱梁的氣動(dòng)外形,在特定風(fēng)環(huán)境條件下產(chǎn)生了橋梁渦振現(xiàn)象。

5月6日凌晨虎門大橋仍見振動(dòng)。

目前,虎門大橋?qū)⒗^續(xù)封閉雙向交通,有關(guān)單位正全力加快檢測(cè)。

虎門大橋安全通行備受關(guān)注,此次抖動(dòng)是否意味著虎門大橋出現(xiàn)質(zhì)量問題?南都記者采訪了哈爾濱工業(yè)大學(xué)(深圳)土木與環(huán)境工程學(xué)院教授肖儀清,以期解釋市民關(guān)注的十個(gè)話題。

肖儀清博士是哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院土木與環(huán)境工程學(xué)院副院長、教授,也是土木工程學(xué)會(huì)結(jié)構(gòu)與橋梁分會(huì)風(fēng)工程專業(yè)委員會(huì)委員、振動(dòng)工程學(xué)會(huì)隨機(jī)振動(dòng)專業(yè)委員會(huì)理事、中國建筑學(xué)會(huì)抗震防災(zāi)分會(huì)結(jié)構(gòu)減震控制專業(yè)委員會(huì)委員。在5日虎門大橋出現(xiàn)振動(dòng)后,肖教授接受人民日?qǐng)?bào)采訪時(shí)就表示,振動(dòng)原因是因?yàn)樗R改變斷面流線引發(fā)渦激共振。

何時(shí)停止抖動(dòng),目前還無法確定。

Q1:據(jù)新華社報(bào)道,虎門大橋6日凌晨仍見振動(dòng),為何虎門大橋后續(xù)還出現(xiàn)振動(dòng)?

肖儀清:懸索橋?qū)儆谌嵝詷?,大跨徑懸索橋出現(xiàn)小幅振動(dòng)屬于正常現(xiàn)象,這次產(chǎn)生渦振的虎門大橋主跨徑達(dá)888米。懸索橋有時(shí)在較低風(fēng)速下產(chǎn)生振動(dòng),幅度較小眼睛不能分辨,在特殊條件下會(huì)產(chǎn)生較大振幅,5日下午出現(xiàn)的振動(dòng)是由于沿橋跨邊護(hù)欄連續(xù)設(shè)置水馬改變了鋼箱梁的氣動(dòng)外形,在特定風(fēng)環(huán)境條件下產(chǎn)生了橋梁渦振現(xiàn)象。如果水馬拆除之后還有顯著振動(dòng),則需要做專門性的檢測(cè)和研究。

Q2:橋何時(shí)能停止抖動(dòng)?

肖儀清:這個(gè)無法確定。如果水馬完全拆除仍有顯著振動(dòng),則需要對(duì)虎門大橋做一次全面的檢測(cè)評(píng)估,包括橋面結(jié)構(gòu)的整體性、懸索和吊桿的張力等各個(gè)關(guān)鍵性構(gòu)件,評(píng)估之后才能放心。

振動(dòng)不是因?yàn)椋褂媚晗捱^長

Q3:為什么有的橋抖動(dòng)會(huì)倒塌?虎門大橋現(xiàn)在卻沒事?

肖儀清:橋的振幅有一個(gè)安全界限,如果超過這個(gè)界限就會(huì)出現(xiàn)問題,同時(shí)它還有個(gè)正常使用界限,是指振幅沒有超過安全界限,但不適宜行使車輛,昨天虎門大橋就屬于這個(gè)情況?;㈤T大橋這次振動(dòng)是渦激共振,它是一種限幅振動(dòng),即在穩(wěn)定的條件下產(chǎn)生較為穩(wěn)定的振幅;但是像1940年美國塔科馬大橋倒塌,是顫振和馳振偶合的結(jié)果,這是一種發(fā)散型振動(dòng)。虎門大橋沒有倒塌風(fēng)險(xiǎn),是因?yàn)闇u激共振的振幅還遠(yuǎn)未達(dá)到倒塌的臨界值。

Q4:虎門大橋主體結(jié)構(gòu)未受損,這是基于哪些來判斷的?

肖儀清:主要就是依據(jù)橋梁振幅沒有達(dá)到相關(guān)限值。比如,一把塑料尺子,你想給他掰得變形,它是會(huì)變形,但并不會(huì)斷。但如果再用力掰,過了限值它就斷掉了,這個(gè)限值就是我們判斷的一個(gè)依據(jù)。當(dāng)然,這個(gè)結(jié)論還需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)掌握的數(shù)據(jù)和觀測(cè)到的現(xiàn)象綜合分析。

Q5:出現(xiàn)振動(dòng)是因?yàn)榛㈤T大橋使用年限過長嗎?

肖儀清:出現(xiàn)渦振的因素是多方面的,但不會(huì)是因?yàn)槭褂昧?0多年年限過長的緣故。大橋的修建都有一個(gè)設(shè)計(jì)使用壽命,一般都是100年,一些特大型重點(diǎn)橋梁的設(shè)計(jì)使用年限還會(huì)更長。但不是說一個(gè)橋梁100年它都不會(huì)壞,橋梁一定要正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用、正常維護(hù),在這四個(gè)正常的情況下才可以保證它的安全。

振動(dòng)不代表有質(zhì)量問題。需要嚴(yán)格的檢測(cè)和評(píng)定

Q6:所以,虎門大橋振動(dòng),并非是它質(zhì)量出現(xiàn)問題?

肖儀清:渦振產(chǎn)生有特定的條件,柔性懸索橋出現(xiàn)振動(dòng)是正常的,并不是能說看到振動(dòng)就代表橋有問題,橋梁究竟是否有質(zhì)量問題,需要嚴(yán)格的檢測(cè)和評(píng)定。

Q7:虎門大橋是否存在長時(shí)間封閉修整的可能?恢復(fù)通車需要很長時(shí)間嗎?

肖儀清:如果水馬拆除之后,顯著振動(dòng)現(xiàn)象可以消除,則可以較快通車。否則,需要先找出問題,再制定合理可行的改進(jìn)方案,然后予以實(shí)施,找出問題并且系統(tǒng)性地去研究它,都是需要一定的時(shí)間。

Q8:像發(fā)生這種晃動(dòng),車主是有危險(xiǎn)的?

肖儀清:首先是體驗(yàn)感很差,行駛在晃動(dòng)的橋上覺得心里不托底,我們都是希望腳踏實(shí)地,開車也希望車踏實(shí)地,如果行使的時(shí)候會(huì)晃,即便安全車主心里都是很不安的。其次橋梁較大幅值振動(dòng)還會(huì)影響行車軌跡,導(dǎo)致交通事故風(fēng)險(xiǎn)增加。

Q9:以后遇到這種類似的情況的概率大嗎?

肖儀清:不太大?,F(xiàn)在相關(guān)單位已經(jīng)組織專家研究,研究之后如果發(fā)現(xiàn)問題,肯定是會(huì)有技術(shù)整改或者加固措施。

Q10:通過這次事件,是不是以后懸索橋的修整都進(jìn)行更嚴(yán)格的前期評(píng)估?

肖儀清:以后如果要做全橋的維護(hù),整個(gè)橋面都要用水馬阻擋,還會(huì)改變斷面氣動(dòng)特性,應(yīng)該盡量先評(píng)估一下,這種評(píng)估現(xiàn)在也比較好做,就是采用CFD計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件平臺(tái)當(dāng)中進(jìn)行一些模擬分析,就可以得出一些基本的參考結(jié)果。此外,結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的推廣應(yīng)用,也可以收集掌握橋梁全壽命的運(yùn)行信息,可以更好地用于橋梁結(jié)構(gòu)安全預(yù)警和事件之后的安全評(píng)估與原因排查。

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