广州虎门大桥如波浪般异动究竟是怎么回事？专家这么说

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近日，位于广东省的中国第一座大型悬索桥虎门大桥发生异常抖动。视频中，虎门大桥桥面上下抖动，犹如一道道波浪，虽然大桥已被禁止车辆通行，但还是不由让人捏一把汗。该视频在网上流传也引发网友关注，网友通过 " 上海网络辟谣 " 微信后台咨询，这种现象究竟是怎么回事？是否与地震有关？虎门大桥眼下是否安全可靠？
网传视频片段
先来看看虎门大桥发生异常抖动的原因。
同济大学教授、桥梁风工程研究专家葛耀君告诉解放日报 · 上观新闻记者，虎门大桥悬索桥异常振动的主要原因是当前 " 虎门大桥 " 正在修吊杆和主缆，桥梁两边放置了连续的、大长度的临时挡墙 " 水马 "。这是一种用于分割路面或形成阻挡的塑制壳体障碍物，里面可以灌水灌沙增重。水马又是怎么让大桥抖动起来的呢？葛耀君解释，水马使得原来流线型的桥梁结构，变成了 " 钝体 "。钢箱梁的气动外形发生变化，在特定风环境条件下，就产生了桥梁涡振现象。


大桥桥面图片，路边放置了长排水马
资料显示，从流体的角度来分析，任何非流线型物体，在一定的恒定流速下，都会在物体两侧交替地产生脱离结构物表面的旋涡。当时，虎门大桥区域风速约为 8 米 / 秒，风产生的连续性的旋涡对桥梁产生周期性的力，而这种力和大桥振动的频率接近时，就会产生共振。
从以下两张图能更清晰地看到涡振的原理。




涡振现象原理图示
事实上，这种涡振现象并不罕见，如 2010 年 5 月 19 日，俄罗斯伏尔加河大桥就发生 " 波浪式起伏 "，振幅高达 40-70 厘米，并发出震耳欲聋的声响。据当地媒体报道，产生这种现象的情况或由于地震。有网友猜测，这次虎门大桥的异常抖动可能也与地震或是地震前兆有关。


网友疑问
这种说法是否靠谱呢？
葛耀君告诉记者，地震的能量可以理解为短则几秒、长则几分钟的脉冲，受影响的桥梁振幅也会慢慢变大，甚至无限变大，直至桥梁损毁。反观虎门大桥，振动时间较长，振幅有限，约在 20 厘米。这样来看，地震引发的振动与风引发的涡振是有明显不同的。
据报道，5 月 6 日中午，虎门大桥的异常抖动基本平息。那么，当下的虎门大桥还是否安全可靠？
虎门大桥钢梁设计者之一、西南交通大学教授郑凯锋在接受媒体采访时表示，虎门悬索桥属于闭口截面钢箱梁，梁体扭转刚度较大，发生扭转振动的可能性小；同时梁很宽、横向弯曲刚度大，也不可能发生横向弯曲振动；但由于其梁高度较小，竖向弯曲刚度较低，容易发生竖向弯曲振动，此次异常振动就是这种情况，但不会扩散，所以桥梁的结构是安全的。
栏目主编：毛锦伟 本文作者：郑子愚 文字编辑：郑子愚 题图来源：视觉中国 图片编辑：项建英