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虎門大橋顫動!堆物改變主梁氣動外形?專家分析來了

時間:2020-05-06 來源:

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5月5日下午14時許,虎門大橋懸索橋橋面出現可感知的波浪般晃動,虎門大橋自1997年通車23年以來從未發生如此振動。


   根據大橋風致理論,懸索橋主梁的風致振動主要包括:(1)高風速顫振發散;(2)低風速均勻風場下的渦振;


懸索橋顫振(Flutter):振動的橋梁通過氣流的反饋作用不斷吸取能量,當達到臨界風速時使振幅逐步增大直至最后使結構破壞的發散性振動。該振動多發生在風速較大的情況,根據節段模型風動試驗,虎門大橋的顫振臨界風速大于79m/s,遠大于現在發生振動的約9m/s,因此可以排除這種情況。

    渦激共振(Voxtex-excited Resonance):風繞流經鈍體結構時可能發生旋渦的脫落,出現兩側交替變化的渦激力,當旋渦脫落頻率接近結構的自振頻率時,所激發出的結構共振現象。多發生在小于25m/s的較低風速,與本橋的情況吻合。


    近日風振現象主要表現為:(1)主梁發生周期性規律豎向振動;(2)風振風速大概在4級~5級(風速9m/s左右)風速期間。根據大橋的振動情況,初步判斷,本次發生的風振屬于主梁豎彎渦振。渦振屬于有限幅值的振動,由于主梁的氣流旋渦脫落頻率與主梁自振頻率接近引起的,不會引起大橋的安全問題。同時,本次渦振主要是由于大橋在檢修期間,在橋面堆放了施工附屬物體(水馬等),改變了主梁的氣動外形造成的。


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