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虎门大桥旁边的桥是啥,引发虎门大桥异常振动的卡门涡街

关键词:虎门大桥 来源:神速兔游记 发布时间:2023-02-01 21:23:59

虎门大桥

连日来,广东虎门大桥发生大摆动,刹那引起网友讨论。事实上,早在4月26日,武汉的鹦鹉洲长江大桥就如波涛起伏,吓坏了一群路人。

虎门大桥急转直下,图片来自央视新闻

图片来自交通发表

作为第一座自行设计修筑的当代巨型悬索桥,虎门大桥被公觉得20世纪中国桥梁建设领域的最高成就,建成通车仅20年。根据中国桥梁建设100年的计划标准,设计瑕疵的可能性基本可以排除。实际上,鹦鹉洲长江大桥和虎门大桥的摆动都和风相关,而元凶就是风形成的卡门涡街。

一起来看看这精彩的卡门涡街吧!

01卡门涡街是什么鬼?

要是你倘佯在小桥流水间,你一定会发现,当河水流速较快时,水流在碰到桥墩后会分成两条弯路。奥秘在于,两股水流并不是对称的,而是显示出两组轮换往下游移动的小涡流,例如:流体绕过物体在流体能量学中称为卡门涡街,由钱学森的导师冯卡门首先发现并命名。至于为什么两排涡流不对称,至今仍是困扰流体能科学家的一个谜。

日常生活中,风吹过桥面时,多半会形成卡门涡街。颤动。但由于桥面一般设计成流线型,两组涡流靠近桥面,作用不强,引起的振动幅度很小,通常很难检测到。

不过,最近在维修虎门大桥时,桥面上设置了一排隔离挡板。

这些一米高的小家伙瞬间破坏了桥梁的空气动力学外观。桥面因固有频率共振而形成明显起伏的情况并不少见。

虎门大桥桥面隔离挡板改变了桥梁的气动外观

02卡门涡街有什么危害?

CarmenVortexStreet经常造成桥梁损坏,最经典的例子就是美国塔科马大桥的倒塌。1940年11月,建成仅四个月的塔科马大桥在低速风中剧烈摇晃。震动幅度一度达到了惊人的9米,随后大桥坍塌坠入海中。

随后的科学研究证实,事故的罪魁祸首是卡门漩涡街引起的共振。塔科马大桥的倒塌震惊了当时的桥梁界,紧接着桥梁模型的风洞试验被纳入桥梁试验,桥梁风振也发展成为一门新学科。

值得一提的是,卡门涡街似乎对吊桥情有独钟。鹦鹉洲长江大桥、虎门大桥、塔科马大桥均为悬索桥。

悬索桥,又称悬索桥,由于不需要在桥的中心设置桥墩,所以可以建得很高。它常用于跨水桥梁的设计,使船只可以自由通行。但悬索桥存在固有频率低、稳定性差等问题,对风荷载非常敏感,容易受到卡门涡街的影响。

不过,自从塔科马大桥之后,当代悬索桥在施工前都会考虑抗风振设计,建成后也会安装实时桥梁变形测试系统,所以不用恐慌经过一座吊桥。

吊桥是卡门涡街最受欢迎的桥梁

除了桥梁,卡门涡街还可能给高层建筑、烟囱等建筑物带来安全隐患。在中央广播电视塔、东方明珠电视塔建造之前,就考虑了卡门涡街的元素。

03卡门涡街的妙用

事物总是有两面性的,卡门涡街不是为非作歹,还可以为人所用。既然卡门涡街可以对物体产生周期性的影响,为什么不用它来发电呢?哈尔滨工程大学的科学研究人员设计了如此一种发电设备。他们做的迎风筒在微风的作用下可以形成卡门涡街,周期性地影响膨胀板,使其往复摆动,进而带领发电机转子旋转,分裂磁感线形成电流.

另外,人们在研究流水中的卡门涡街后发现,阻碍物两边产生的涡旋旋转的频度与受阻流量成正比,于是涡街流量计应运而生。用于勘量管道中的流量。现在,涡街流量计已普遍用在产业生产中。

涡街流量计原理提示

看到这

是不是对卡门涡街有了更全盘的了解?

这奇妙的情况

催动了一门新学科

它也可以被人类利用~