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虎门大桥风振原因,如今让虎门大桥颤抖

关键词:虎门大桥 来源:神速兔游记 发布时间:2023-02-01 15:55:13

虎门大桥

5月5日午后,在“五一”假期返程高峰期,作为东西两侧交通要道的虎门大桥珠江口,震颤不已。据现场监督和骑手提供的一段视频,虎门大桥桥面波浪起伏,对行车安全造成负面影响。这情况通过互联网传播开来,马上引起了普遍留意。事发时,大家都很留意桥面车辆和人员的安危。虎门大桥还安全靠谱吗?

专家组初步判断,虎门大桥在特殊风环境条件下形成桥梁涡振。桥梁涡振是桥梁设计与施工领域的经典问题。虎门大桥于1992年开工建设,是那时中国首座真正的大型当代悬索桥。是台风多发区。按理说,桥梁涡振问题在规划设计阶段就已经考虑到了,并经过技术方法解决了。至于为什么此时忽然再次出现,专家组初步判断是由于沿桥侧护栏持续加装水马,转变了钢箱梁的气动外观引起。

4月26日午后,武汉鹦鹉洲大桥也发生了桥梁涡振,引发社会对桥梁涡振情况的留意。这是种叫做“卡门涡旋效应”的东西在起作用。“卡门涡旋效应”是匈牙利裔美籍流体动力学大师冯·卡门发现的。美国塔科马海峡大桥坍塌意外调查是“卡门涡旋效应”的经典应用和展示。

塔科马海峡大桥于1940年竣工。在大桥的设计和修筑期间,工程师LeonMoisef使用了2.4米的一般钢材,使大桥修长优雅,节省了成本。该大梁取代了原计划中的7.6米桁架梁,就是这变化造成塔科马海峡大桥在通车后出现强烈震动。最后,在不强烈的海风效果下,通车仅4个月就坍塌了。整个流程恰好被摄制组拍摄下来,让塔科马海峡大桥的坍塌事件声名鹊起,成为桥梁史上的经典事例,经常出现在各种工程课程中。

坍塌意外发生后,美国创建了意外调查委员会。作为一名空气动力学家,卡门就是当中之一。卡门是匈牙利犹太人。是钱学森在美国留学时的恩师,也是卡门的参加,最后查明了塔科马海峡大桥坍塌的原因。

经查,委员会觉得塔科马海峡大桥的设计存在致命瑕疵。一方面,桥面太窄。塔科马海峡大桥主跨长853.4米,桥宽仅11.9米,钢梁高度仅2.4米。这种结构造成桥梁刚度不足。另一方面,在最初的设计中,风能从容地穿过桁架梁。改用钢梁后,风只能通过桥面的上下两侧。“卡门涡街效应”形成。

“卡门涡街效应”是自然界中普遍存在的情况。在特殊情况下,当空气或液体等流体绕过固定物体时,后方两边会出现不对称、周期性方向和显示准则相对的双排涡流,产生“卡门涡街”。我们在小溪的木桩后面看到的两排漩涡就是经典的“卡门漩涡街”。当强风高速通过塔科马海峡大桥的顶部和底部时,在“卡门涡街效应”的效果下,会在桥面产生交变侧向力,并和桥梁的频度产生共振本身,并最后使塔科马海峡大桥坍塌。

不过,此次坍塌意外并未导致死伤,唯一的受害者是在车内疏散时赶不上的一只小狗。塔科马海峡大桥的残骸已成为世界上最大的人工珊瑚礁。现在,在塔科马海峡大桥的残骸之上,新建了两座塔科马海峡大桥,其中一个是1950年重修通车的,一个是2007年通车的东行桥。虽然塔科马海峡大桥的坍塌Narrowsbridge是一个遗憾,也促使工程师们关注和研究桥梁的风振,让之后修筑的桥梁更安全靠谱。