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虎门大桥随风“舞动”,广西的悬索桥会发生涡振吗?桥梁专家这么说
2020-05-10 17:28   广西新闻频道

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55日,广东东莞虎门大桥出现波浪式起伏摇晃,一时间震惊了无数人。其实这样的现象在历史上发生多次,这些不可思议的现象背后的原因是什么呢?广西的桥梁会不会发生这样的现象呢?这个问题还得广西专家来回答。

55日,广东东莞虎门大桥桥面呈波浪式高低起伏,桥面晃动肉眼可见。

 

而在426日,武汉鹦鹉洲长江大桥也曾经发生异常晃动。

在国外,大桥晃动也时有发生。1940117日,美国华盛顿州塔科马海峡大桥在建成4个月后,碰到了一场风速为19/秒的风,风虽然不算大,但桥却发生了振幅9米的扭曲振动,最终桥面垮塌坠落。

2010519日,俄罗斯首都莫斯科的伏尔加格勒过河大桥发生波浪形振动。

广西学者提出悬索桥改进形式:空间桁架悬索桥结构

据专家分析,以上发生振动的桥梁大多都是悬索桥结构,据统计,从1818年到19世纪末,由风引起的桥梁振动己至少毁坏了11座悬索桥。为何悬索桥会随风舞动呢?其实这与流体力学中的卡门涡街现象有关。

广西大学土木建筑工程学院教授 谢肖礼:

“风吹过一个钝体的时候,在它的背后产生漩涡,多个漩涡形成“一条街”,就是涡街。风速在每秒69米之间的话,这个悬索桥结构就产生涡激振动,如果再往下,风再大的话,就发生颤振,颤振的话就是破坏性的。” 

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索桥是目前世界上跨越能力最大的桥梁形式,具有其他桥梁不可取代的优势。当然,悬索桥也存在刚度小、柔性大、阻尼小等不足,这就导致了它对风作用的敏感性强,当悬索桥跨径在800米以上时,就容易在特定的风况下产生涡激振动。

谢肖礼教授从事新型高性能桥梁研发工作二十年,针对悬索桥容易出现的振动问题,他采用三角形稳定性原理,提出了一种悬索桥的改进形式,将其命名为空间桁架悬索桥,该结构既保留了原悬索桥结构的优点,又具有桁架桥的优点,能达到减振和提高耐久性的效果。

“原来的结构的话都是局部四边形结构,全部都是梯形排列,梯形排列的话就容易发生剪切变形,这是四边形,容易剪切,那现在我们的话,就把它变成了一个三角形结构,那就是从这个不稳定结构变成稳定结构。整个结构的刚度就大幅提高,就可以克服这个风致振动问题。”

广西悬索桥跨径不大 不容易发生涡振现象

近期国内两座大桥发生涡振现象,难免会引发公众的安全顾虑,不少广西网友都在问,咱们广西有没有悬索桥,会不会发生涡振呢?

其实,南宁的良庆大桥、柳州的红光大桥就是悬索结构,虽说这两座桥的承重构件是缆,相对来说柔性较大,但由于这两座桥的跨径在300米左右,刚度也比较大,因此不容易发生涡振现象。

而南宁邕江大桥、柳州柳江大桥是梁桥结构,承重构件是梁;南宁大桥、柳州官塘大桥是拱桥结构,承重构件是拱;南宁白沙大桥、柳州壶西大桥是斜拉桥结构,承重构件是塔;这些结构的桥梁柔性小、刚度大,所以也不容易发生涡振现象。

 

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