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虎門大橋于1992年動工,1997年通車,1999年驗(yàn)收。虎門大橋東起東莞市太平立交,上跨獅子洋入???,西至廣州市南沙立交;線路全長15.76千米,主橋全長4.6千米;橋面為雙向六車道高速公路,設(shè)計(jì)速度120千米/小時;工程項(xiàng)目總投資額30.2億元人民幣。
2020年5月5日下午,虎門大橋發(fā)生異常抖動,全橋路段已實(shí)施雙向全封閉,禁止通行;
截至2020年5月7日,虎門大橋仍有輕微振動,管養(yǎng)單位已準(zhǔn)備對橋梁組織大修。
2020年5月6日,廣東交通集團(tuán)通報(bào),虎門大橋振動系渦振現(xiàn)象,懸索橋結(jié)構(gòu)安全。經(jīng)專家組初步判斷,虎門大橋懸索橋本次振動主要原因是由于特定風(fēng)環(huán)境條件下沿橋跨邊護(hù)欄連續(xù)設(shè)置水馬,改變了鋼箱梁的氣動外形,在特定風(fēng)環(huán)境條件下,產(chǎn)生橋梁渦振現(xiàn)象。
共振現(xiàn)象
假若構(gòu)件的自振頻率與漩渦的發(fā)放頻率相接近就會使結(jié)構(gòu)發(fā)生共振破壞,這種現(xiàn)象容易發(fā)生在高聳結(jié)構(gòu)物上,因此這種渦激振動是極其有害的,需采取措施阻止它的發(fā)生。一般可采取兩方面措施:一是對于構(gòu)件進(jìn)行剛性加固,或者增大尺度提高其剛度,改變構(gòu)件的自振頻率,避免它與漩渦發(fā)放頻率相接近;二是想辦法改變構(gòu)件后的尾流場,破壞尾流場漩渦的規(guī)律性泄放,如在結(jié)構(gòu)上安裝螺旋線立板和改變結(jié)構(gòu)截面形狀等。
渦振現(xiàn)象 重慶建筑加固
在處理渦激振動問題時,把流體和固體彈性系統(tǒng)作為一個統(tǒng)一的動力系統(tǒng)加以考慮,并找到兩者的耦合條件,是解決這個問題的重要關(guān)鍵。在渦激振動過程中,流體的動壓力是一種作用于彈性系統(tǒng)的外加載荷,動壓力的大小取決于彈性系統(tǒng)振動的位移、速度和加速度;另一方面,流體動壓力的作用又會改變彈性系統(tǒng)振動的位移、速度和加速度。這種互相作用的物理性質(zhì)表現(xiàn)為流體對于彈性系統(tǒng)在慣性、阻尼和彈性諸方面的耦合現(xiàn)象。
“渦激振動”流體一結(jié)構(gòu)物相互作用的問題,對于海洋工程上普遍采用的圓柱形斷面結(jié)構(gòu)物,這種交替發(fā)放的瀉渦又會在柱體上生成順流向及橫流向周期性變化的脈動壓力。如果此時柱體是彈性支撐的,或者柔性管體允許發(fā)生彈性變形,那么脈動流體力將引發(fā)柱體(管體)的周期性振動,這種規(guī)律性的柱狀體振動反過來又會改變其尾流的瀉渦發(fā)放形態(tài)。
由慣性耦合產(chǎn)生附連質(zhì)量,在有流速場存在的條件下,由阻尼耦合產(chǎn)生附連阻尼,由彈性耦合產(chǎn)生附連剛度。流體的附連質(zhì)量、阻尼和剛度取決于流場的流動特征參量(諸如流速、水深、流量等)、邊界條件以及彈性系統(tǒng)的特性,其關(guān)系式相當(dāng)復(fù)雜。
總結(jié):大跨徑懸索橋在較低風(fēng)速下存在渦振現(xiàn)象,振動幅度較小不易察覺,僅在特殊條件下會產(chǎn)生較大振幅,不影響橋梁結(jié)構(gòu)安全,但會影響行車體驗(yàn)感、舒適性,易誘發(fā)交通安全事故。