每經(jīng)記者｜黃名揚(yáng)    每經(jīng)編輯｜劉艷美    

昨天（5月5日）下午，廣東虎門大橋發(fā)生異常抖動(dòng)，引發(fā)全網(wǎng)關(guān)注。

5月6日上午，據(jù)“廣東交通集團(tuán)”微信公眾號(hào)通報(bào)，廣東省交通運(yùn)輸廳、省交通集團(tuán)連夜組織國(guó)內(nèi)12位知名橋梁專家召開(kāi)專題視頻會(huì)議進(jìn)行了研判。

通報(bào)稱，專家組初步判斷，虎門大橋懸索橋本次振動(dòng)主要原因是，由于沿橋跨邊護(hù)欄連續(xù)設(shè)置水馬，改變了鋼箱梁的氣動(dòng)外形，在特定風(fēng)環(huán)境條件下，產(chǎn)生的橋梁渦振現(xiàn)象。

根據(jù)現(xiàn)有掌握的數(shù)據(jù)和觀測(cè)到的現(xiàn)象分析，虎門大橋懸索橋結(jié)構(gòu)安全可靠，此次振動(dòng)也不會(huì)影響虎門大橋懸索橋后續(xù)使用的結(jié)構(gòu)安全和耐久性。

振動(dòng)發(fā)生后，大橋管理部門隨即封閉大橋，并拆除兩側(cè)護(hù)欄的擋墻（水馬）。不過(guò)，據(jù)@新華視點(diǎn) 消息，過(guò)去23個(gè)小時(shí)內(nèi)，虎門大橋出現(xiàn)多次振動(dòng)幅度增強(qiáng)周期。截至5月6日14點(diǎn)30分，虎門大橋振動(dòng)情況開(kāi)始減弱。

視頻截圖

作為參加上述專題視頻會(huì)議的專家之一，西南交通大學(xué)教授廖海黎及其團(tuán)隊(duì)曾承擔(dān)港珠澳大橋所有通航孔橋和鋼箱梁非通航孔橋的抗風(fēng)性能研究工作，為港珠澳大橋的抗風(fēng)設(shè)計(jì)，以及風(fēng)致振動(dòng)抑制措施提供了科學(xué)依據(jù)。

為什么虎門大橋仍未停止振動(dòng)？有沒(méi)有安全風(fēng)險(xiǎn)？對(duì)于諸多熱點(diǎn)問(wèn)題，廖海黎接受《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者（下稱“NBD”）專訪，作了詳細(xì)解讀。

虎門大橋：

1997年建成通車的虎門大橋，是廣深珠高速公路網(wǎng)主要組成部分，連接珠江兩岸。該橋投資近30億元，是國(guó)家重點(diǎn)工程，也是我國(guó)第一座大跨度鋼箱梁懸索橋。其無(wú)論設(shè)計(jì)還是施工，均為國(guó)內(nèi)首次嘗試，在我國(guó)橋梁史上具有特殊地位，多項(xiàng)技術(shù)曾獲創(chuàng)新大獎(jiǎng)。

圖片來(lái)源：攝圖網(wǎng)

1.過(guò)大的振動(dòng)是不正常的

NBD：虎門大橋橋梁專業(yè)人員此前回應(yīng)，橋梁遇到特殊風(fēng)況會(huì)晃動(dòng)是正常的，一般遇到旋渦風(fēng)橋面晃動(dòng)比較大，您能更詳細(xì)地解釋一下嗎？

廖海黎：橋梁結(jié)構(gòu)振動(dòng)是正常的，不可能沒(méi)有振動(dòng)。不管是風(fēng)的作用，還是車輛的作用都有振動(dòng)，只要振動(dòng)不大、人感受不到，這種振動(dòng)就是無(wú)害的。

虎門大橋是大跨度的懸索橋，屬于柔性橋梁。懸索橋柔性較大，優(yōu)點(diǎn)是跨越能力強(qiáng)、跨度大，但缺點(diǎn)是風(fēng)的作用下容易發(fā)生振動(dòng)。振動(dòng)是正常的，但過(guò)大的振動(dòng)就是不正常的，過(guò)大的振動(dòng)至少會(huì)影響行車的舒適性；如果振動(dòng)太大，還會(huì)影響行車的安全性。

2.要完全恢復(fù)靜止需要時(shí)間

NBD：虎門大橋昨天的異常抖動(dòng)算是大幅度振動(dòng)嗎？有人提出，之前虎門大橋遭遇超級(jí)臺(tái)風(fēng)“山竹”都沒(méi)晃得這么厲害，那您認(rèn)為虎門大橋這次異常振動(dòng)的原因是什么？

廖海黎：從視頻上看，振動(dòng)的幅度相當(dāng)不小了，屬于異常振動(dòng)。

昨天我們也在專家會(huì)上討論過(guò)，現(xiàn)在的共識(shí)，是由于大橋這一階段正在做吊索更換，這是一個(gè)正常維修，但更換吊索時(shí)，橋面上擺放了很多“水馬”，即塑料臨時(shí)隔離裝置。我們認(rèn)為這是誘發(fā)大橋發(fā)生振動(dòng)的一個(gè)原因。

所以這次異常振動(dòng)，初步判斷并非在正常運(yùn)行狀態(tài)下發(fā)生，而是由于臨時(shí)放置的設(shè)施引起。如果撤掉水馬橋梁恢復(fù)到以前的正常狀態(tài)，這種異常振動(dòng)應(yīng)該就不會(huì)一直存在；如果渦振仍未停止，其原因可能需要有具體觀測(cè)數(shù)據(jù)才能判斷。一個(gè)上萬(wàn)噸的鋼鐵巨物一旦被發(fā)動(dòng)起來(lái)，要完全恢復(fù)靜止也是需要時(shí)間的，因?yàn)轱L(fēng)還在不停地吹著。

虎門大橋 圖片來(lái)源：攝圖網(wǎng)

3.渦激振動(dòng)不影響橋梁結(jié)構(gòu)安全

NBD：國(guó)內(nèi)外類似的大橋異常振動(dòng)普遍嗎？原因是否都是相似的？

廖海黎：從丹麥的大海帶橋，到日本東京灣橋、俄羅斯伏爾加河大橋，再到前段時(shí)間武漢的一座懸索橋——鸚鵡洲大橋晃動(dòng)，不管國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，發(fā)生風(fēng)致振動(dòng)的報(bào)道還是有一些。

這些橋梁的振動(dòng)，原因基本上都是同一類型，即渦激振動(dòng)。渦激振動(dòng)是風(fēng)致振動(dòng)的一種，其特點(diǎn)是在較低的風(fēng)速下，如三、四、五級(jí)風(fēng)，就可能發(fā)生振動(dòng)。這也意味著這種振動(dòng)出現(xiàn)的頻率會(huì)比較高；渦激振動(dòng)的另一個(gè)特點(diǎn)，是振幅有限，這種振動(dòng)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)自身的安全性不會(huì)造成影響，影響主要還是體現(xiàn)在對(duì)人的舒適性、行車的安全性上。

4.不用擔(dān)心虎門大橋被“吹垮”

NBD：一些公眾擔(dān)心這種振動(dòng)會(huì)不會(huì)越來(lái)越大，甚至演變?yōu)閲?guó)外出現(xiàn)過(guò)的橋梁被“吹垮”的情況？

廖海黎：國(guó)外的確出現(xiàn)過(guò)這種情況。美國(guó)的塔科馬海峽吊橋1940年7月通車，4個(gè)月后就被風(fēng)吹垮。該橋開(kāi)始是小幅度振動(dòng)，后來(lái)風(fēng)越來(lái)越大、振動(dòng)越來(lái)越大之后橋毀掉了。

不過(guò)，對(duì)虎門大橋應(yīng)該說(shuō)不擔(dān)心這個(gè)問(wèn)題。橋梁的風(fēng)致振動(dòng)有很多類型，我們比較關(guān)注的主要是兩種類型的振動(dòng)，一是渦激振動(dòng)，另一個(gè)就是顫振。顫振是一種在很高風(fēng)速下，可能破壞橋梁結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重振動(dòng)?；㈤T大橋發(fā)生顫振的風(fēng)速實(shí)際上比超級(jí)臺(tái)風(fēng)還要高。

在美國(guó)1940年塔科馬吊橋坍塌后，顫振就被作為大跨度橋梁設(shè)計(jì)中第一重要的因素來(lái)考慮，現(xiàn)在的科技手段能夠保證橋梁在壽命期不發(fā)生顫振。所以經(jīng)過(guò)專門抗風(fēng)試驗(yàn)的大跨度橋梁，只要試驗(yàn)、設(shè)計(jì)和施工中沒(méi)有什么失誤，抗風(fēng)安全性都是有充分保證的。

塔科馬吊橋坍塌后，世界上再?zèng)]有一座橋梁因?yàn)轭澱癜l(fā)生問(wèn)題?；㈤T大橋當(dāng)時(shí)渦激振動(dòng)和顫振的試驗(yàn)肯定都做過(guò)，這次發(fā)生的渦激振動(dòng)是非正常因素導(dǎo)致的偶發(fā)振動(dòng)。

5.對(duì)“老橋”抗風(fēng)性無(wú)須擔(dān)心

NBD：虎門大橋1997年建成通車，之后橋梁的抗風(fēng)設(shè)計(jì)和風(fēng)致振動(dòng)抑制措施還在不斷向前發(fā)展。不少人關(guān)心，在那之前的“老橋”抗風(fēng)性會(huì)不會(huì)相對(duì)較差？未來(lái)長(zhǎng)期運(yùn)行中是否安全？

廖海黎：虎門大橋到現(xiàn)在已經(jīng)通車20多年了，包括抗風(fēng)設(shè)計(jì)技術(shù)在內(nèi)的各方面技術(shù)有了長(zhǎng)足進(jìn)步，但“老橋”的抗風(fēng)安全性應(yīng)該不用擔(dān)心。

一方面，過(guò)去技術(shù)也好、認(rèn)識(shí)也好，比現(xiàn)在肯定會(huì)有差距，但當(dāng)時(shí)虎門大橋設(shè)計(jì)時(shí)，抗風(fēng)能力已經(jīng)能夠保證橋梁安全了。后來(lái)為了讓橋梁運(yùn)行更安全、更好，我們還在不斷做一些新技術(shù)研發(fā)。例如橋梁減振技術(shù)，應(yīng)該說(shuō)就比20多年前要進(jìn)步了很多。

另一方面，虎門大橋是我國(guó)第一座大跨度鋼箱梁懸索橋，具有里程碑意義。在那之前，我國(guó)的大橋基本上都不是懸索橋、斜拉橋等所謂的柔性橋梁，柔性橋梁在我們國(guó)家的發(fā)展，也就是近20多年的事情。

在這之前更老的一些大橋，如1957年建成的武漢長(zhǎng)江大橋等，都是桁架梁形式，屬于梁橋。梁橋的跨度不如柔性橋大，但抗風(fēng)性能卻比柔性橋梁要好，所以那些“老橋”在抗風(fēng)方面無(wú)須擔(dān)心。

武漢長(zhǎng)江大橋 圖片來(lái)源：攝圖網(wǎng)

6.港珠澳大橋克服臺(tái)風(fēng)難題

NBD：那么，在橋梁抗風(fēng)問(wèn)題上，全球范圍內(nèi)是否還有什么技術(shù)瓶頸？港珠澳大橋規(guī)模更大，其抗風(fēng)方面有什么突破或創(chuàng)新？

廖海黎：現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)始發(fā)展超大跨度橋梁了，這對(duì)柔性橋梁的抗風(fēng)提出了更高要求。

實(shí)際上，土耳其目前已經(jīng)在建設(shè)超過(guò)2000米的懸索橋，我國(guó)也正在規(guī)劃跨度超過(guò)2000米的橋梁。超大跨度懸索橋可能會(huì)帶來(lái)一些新的問(wèn)題，如非線性問(wèn)題，這就需要在設(shè)計(jì)理論、方法、技術(shù)上都有新的發(fā)展才能夠適應(yīng)需求。

港珠澳大橋全長(zhǎng)50多公里，整體上雖是一個(gè)很長(zhǎng)的橋，但其中大部分都是普通的、跨度不大的橋梁，只有幾座在航道上的通航孔橋?qū)儆诖罂缍热嵝詷蛄?mdash;—斜拉橋。從斜拉橋的跨度對(duì)比，世界范圍內(nèi)這幾座橋的跨度實(shí)際上又不算大了，國(guó)內(nèi)外比其跨度大的斜拉橋還有不少。

圖片來(lái)源：港珠澳大橋管理局

但是港珠澳大橋所處的地理位置比較特殊，當(dāng)?shù)亟?jīng)常發(fā)生臺(tái)風(fēng)，所以當(dāng)時(shí)這幾座通航孔橋的抗風(fēng)設(shè)計(jì)中需要克服一些技術(shù)難題。當(dāng)時(shí)我們團(tuán)隊(duì)專門針對(duì)這些難題做抗風(fēng)試驗(yàn)，對(duì)于渦激振動(dòng)和顫振等，也都采取了一些技術(shù)上的措施，能夠保證橋梁運(yùn)行的安全和舒適性。