建成20多年,獲多項創(chuàng)新大獎,虎門大橋今日為何突然“搖搖晃晃”?
發(fā)布日期:2020-05-06 09:29:01 瀏覽量:708昨日下午,廣東虎門大橋發(fā)生異常抖動,不少過往群眾表示整個大橋像波浪一樣“起起伏伏”地搖晃,引發(fā)熱議。
隨后,大橋管理部門封閉了大橋。下午3點32分,交通管理部門對虎門大橋進行了交通管制,提醒途經車輛繞道行駛。
視頻:央視新聞
據(jù)了解,相關領域專家已趕赴現(xiàn)場。在綜合了哈爾濱工業(yè)大學深圳校區(qū)柳成蔭、肖儀清和顧磊等老師意見后,專家分析認為,現(xiàn)場風速達到8m/s左右,引發(fā)橋梁限幅渦振。
據(jù)悉,因為虎門大橋正在維修施工中,橋面加了1.2米高的擋墻,從而破壞了斷面流線型引發(fā)渦振。目前,擋墻正在拆除。
對此,我國著名橋梁結構專家葛耀君稱,虎門大橋的震動并不會對橋體的剛性結構產生影響,也在安全范圍之內。同時武漢大學土木建筑學院教授方正也表示,懸索橋在設計時會有一個抖動的安全范圍,“肉眼可見的上下起伏,也是正常的,只要在一定范圍內就不會影響行車安全”。
虎門大橋是廣東省境內一座連接廣州市南沙區(qū)與東莞市虎門鎮(zhèn)的跨海大橋,是廣深珠高速公路網的主要組成部分,因其連接珠江兩岸,溝通深圳、珠海等重要城市,是廣東沿海地區(qū)的重要交通樞紐。虎門大橋于1992年動工建設;1997年建成通車;1999年通過竣工驗收。
虎門大橋系國家重點工程
多項技術曾獲創(chuàng)新大獎
投資近30億元的虎門大橋是國家重點工程,擁有多項國內或國際先進水平工程技術和工藝,是我國第一座真正意義上的大規(guī)模現(xiàn)代化懸索橋,被認為標志著二十世紀中國橋梁建設的最高成就。
“盡管虎門大橋地處臺風多發(fā)地帶,但是在設計之初已經充分考慮這一因素,抗風系數(shù)肯定是很高的。眾所周知,橋梁安全最怕的是發(fā)生共振,但是這些因素在設計之初也都已經充分考量并避免”。深圳移步設計公司建筑設計師賈永曾長期從事橋梁設計工作,他告訴科技日報記者,“虎門大橋到現(xiàn)在不過20年的時間,我國的橋梁大部分都會按百年規(guī)劃來設計,所以不太可能是設計缺陷”。

圖片來源:光明日報
虎門大橋建設期間,我國的大跨徑現(xiàn)代懸索橋技術可以說是空白階段,沒有現(xiàn)成的施工技術標準和設計規(guī)范。諸如懸索橋的設計、抗風穩(wěn)定、大型鑄件的制造、簿板超寬型加勁鋼箱梁的制作與焊接、大型施工專用設備、施工架設、施工控制等都需要靠中國團隊自主設計、解決。雖然中國早期曾有大跨連續(xù)剛構橋的設計施工經驗,但面對虎門大橋的更大跨徑,還需解決設計中結構輕型化帶來的某些關鍵技術。
從后來的情況來看,中國的工程師們很好地完成了設計和建造工作,業(yè)內普遍認為虎門大橋在我國橋梁史上有特殊的地位,不僅因為它重要的地理位置,更是因為其建設規(guī)模大,結構新穎,受外界環(huán)境影響大,無論是設計還是施工均為國內首次嘗試。正因為如此,虎門大橋項目不僅獲得詹天佑土木工程大獎,更有數(shù)項技術獲廣東省科技進步獎和國家科技進步獎。
橋梁實時監(jiān)測系統(tǒng)不可或缺
但維護有好有壞
橋梁的安全,包括抗震和抗風都是在設計和建造中的關鍵要素。一般情況下,橋梁有輕微的晃動是正常的,但是如果幅度非常大就要引起注意。為了實時了解橋梁的安全要素,現(xiàn)代橋梁一般都有健康監(jiān)測與評估系統(tǒng)。這是一套軟硬件結合的系統(tǒng),對橋梁的裂縫、航道、車流量等多方面情況,進行數(shù)據(jù)采集和分析,同時對大橋的環(huán)境溫度、混凝土應力應變、震動情況、移位情況等進行實時監(jiān)測預警。
業(yè)內人士告訴科技日報,虎門大橋也有一套這樣的監(jiān)測系統(tǒng),通過對橋的連續(xù)位移實時監(jiān)測,了解橋梁結構在各種作用下的實際受力狀態(tài)和工作狀況,評價結構的力學特性和在設計荷載作用下的工作性能。同時通過對監(jiān)測結果分析得到結構的振動參數(shù),驗證結構的抗風、抗震設計,實現(xiàn)對大跨橋梁的安全實時監(jiān)測。
值得一提的是,這位業(yè)內人士表示,建筑的監(jiān)測系統(tǒng)維護起來并不容易,一般十年左右軟硬件都需要更新,有些項目并不一定能及時置換更新,但他也強調,橋梁監(jiān)測是所有建筑中最為重要的,像虎門大橋這樣的重要樞紐監(jiān)測系統(tǒng)應該會保持良好運轉。
美國塔科馬海峽大橋曾被微風摧毀
對于此次虎門大橋異常抖動,一開始許多人認為是當時主橋風速過大造成的。但也有當?shù)孛癖姳硎井敃r雖然風挺大,卻也“沒有特別夸張”。
說起來,歷史上還真有風不大,但橋晃塌了的案例發(fā)生。最著名的便是美國塔科馬海峽大橋在微風中塌陷。
塔科馬海峽大橋是位于美國華盛頓州塔科馬的懸索橋。在施工時就曾發(fā)生過擺動,橋竣工通車后,搖擺得更加厲害。據(jù)說,在某些日子里,橋身上下振動的幅度竟達1.5米,使得駕駛員看不見在它前面行駛的汽車。當?shù)孛癖姺Q它為舞動的格蒂。1940年,在通車四個月后這座橋梁突然塌陷。據(jù)記載,當時的風速并不高,照理這樣的風速本應對大橋夠不成威脅,但大橋還是戲劇性地被微風摧毀。
這次坍塌被認為是空氣動力學和結構分析不嚴密所致,對后續(xù)的橋梁設計和建造產生深遠影響,后來所有的橋梁,無論是整體還是局部,都必須通過嚴格的數(shù)學分析和風洞測試??諝鈩恿W和共振實驗成為了建筑工程學的必修課。
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