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虎门桥摇动,建造师应该知道这些原因!

据广东省公安局交通管理局消息,为确保安全,虎门大桥现已关闭,无法通行。这一突发现象造成了恐慌,但并未造成车辆事故和人员伤亡,这是一种正常现象。

由于主桥风速的巨大影响,虎门大桥产生涡流振动。基于安全考虑,桥梁管理部门迅速启动应急预案,配合交警实施双向交通控制措施。省级交通小组组织维修技术人员对桥梁本体进行检查,组织专家研究判断。

为什么桥有震动?

桥面晃动大的主要原因有两种,一是桥面上车辆的共振,二是自然环境作用引起的大振动。

共振是指当激励振动频率接近其固有频率时,物体的振幅增大的现象。当车辆通过桥面时,车辆重量对桥梁结构产生激励,同时,如果桥面不均匀,桥梁在车辆撞击下会振动,这也是一种激励。如果频率接近桥梁结构的固有频率,则很容易发生共振。

为了避免共振,在设计开始时规定了桥梁固有振动频率的限值,用以防止车辆通过桥梁时的共振,并在桥面伸缩接头处安装平稳过渡装置,以降低桥面的振动。设置各种类型的阻尼器以消耗振动能量。

自然环境引起的大振幅振动有几种常见的原因,一种是地震作用,另一种是风力,然后是风雨振动。地震作用明显,桥墩柱或塔体将地震波传递到桥面,造成桥梁的大量振动。风、雨振动主要发生在斜拉桥的拉索上,这主要是由于风后附着在斜拉桥表面的雨水和上游水系(风向和索段上切点)的规律性振动引起的。由于电缆阻尼器的普及,这种振动基本上可以消除。最后,最复杂的是风力,风的振动主要是由风的动力作用引起的。包括涡旋、颤振、抖振和舞动。

虎门大桥主桥为跨度888 m的悬索桥,其高概率为悬索桥的正常风引起振动,振动的近似原因是风吹过桥体,下游风向存在低压区和涡流。

空气旋涡在一定频率下会从桥上脱落。如果旋涡脱落的频率与桥梁本身的固有频率重合,就会产生振动。旋涡脱落频率与风速呈正相关,桥梁本身的自振频率不随风速变化,也就是说,无论今天风有多大或多小,风都不会振动。

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