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建造师要知道的虎门大桥出现摇晃的原因

日期:2020/5/6 16:08:00

建造师要知道的虎门大桥出现摇晃的原因

据来自广东省公安厅交管局的消息,虎门大桥出现摇晃,为确保安全,虎门大桥现已封桥,不能通行。此次突发现象引起大家恐慌但并未造成车辆事故和人员伤亡,属于正常现象。

虎门大桥因受主桥风速大影响,产生涡振。基于安全考虑,大桥管理部门迅速启动应急预案,配合交警实施双向交通管制措施,省交通集团已组织养护技术人员对桥体进行检查并组织专家研判。

为何会出现桥梁振动?

导致桥梁发生大幅度晃动的可能原因主要有两种,一是桥面通行车辆激励发生共振;二是自然环境作用产生的大幅度振动。

共振指的是物体受到激励振动频率与自身固有频率接近时,发生的振幅增大的现象。桥上通行的车辆经过桥面时,车辆自重对桥梁结构造成激振,同时如果桥面不平整,桥梁就会在车辆冲击下产生振动,这也是一种激振。若频率接近桥梁结构固有频率就易发生共振。

桥梁为了避免共振,在设计之初就规定了桥梁自振频率的限值,用来预防车辆通过桥时产生共振,并在桥面伸缩缝处安装平顺的过渡装置,减小桥面振动。并设置各种类型的阻尼器来消耗掉振动能量。

自然环境作用产生的大幅度振动有几种较常见的成因,一是地震作用,二是风力作用,再就是风雨振。地震作用显而易见,桥梁墩柱或塔身传导地震波到桥面,造成桥梁产生大幅度振动。风雨振则多出现在斜拉桥的拉索上,成因是雨水在拉索表面附着,迎风后上水线(风向与索截面的上切点)发生的有规律振动,由于拉索阻尼器的普及,这种振动基本可以消除。最后也是最复杂的就是风力作用,风振主要是由于风的动力作用产生的。包括的现象有涡振、颤振、抖振和驰振。

虎门大桥的主航道桥是跨径888m的悬索桥。大概率是悬索桥的正常风导致振动,振动的大致原因就是风吹过桥体,在风的下游方向会出现低气压区和涡流。

空气涡流会按一定频率从桥体脱落。如果这个涡流脱落的频率和桥本身的自振频率重合,就会产生振动。涡流脱落频率与风速成正相关,而桥梁本身各阶自振频率不随风速变化,也就是说今天风再大点或再小点都不会震动。


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