中交路橋科技是從事工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、城市安全監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
■5月15日，虎門(mén)大橋恢復(fù)通車(chē)，通過(guò)監(jiān)控大屏可以看到虎門(mén)大橋車(chē)輛通行情況 記者 程永強(qiáng) 攝
在封閉交通10天后，虎門(mén)大橋5月15日上午9時(shí)恢復(fù)通車(chē)。由于剛恢復(fù)通車(chē)，行駛在虎門(mén)大橋上的車(chē)輛較少，遠(yuǎn)低于以往的車(chē)流量，交通順暢。截至5月15日15時(shí)，大橋無(wú)報(bào)告發(fā)生事故，未達(dá)到啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案條件。
5月15日上午，省交通集團(tuán)舉行了虎門(mén)大橋恢復(fù)通車(chē)通氣會(huì)，邀請(qǐng)國(guó)際橋梁與工程協(xié)會(huì)主席、同濟(jì)大學(xué)教授葛耀君，西南交通大學(xué)教授廖海黎兩位專(zhuān)家組成員在虎門(mén)大橋管理中心回應(yīng)了公眾關(guān)心的問(wèn)題。記者從通氣會(huì)獲悉，通車(chē)后虎門(mén)大橋繼續(xù)全天禁止貨車(chē)和40座及以上客車(chē)通車(chē)。目前，專(zhuān)家們表示正準(zhǔn)備措施保障大橋長(zhǎng)期運(yùn)行。
大橋整體情況平穩(wěn) 抑振效果良好
廣東省交通集團(tuán)發(fā)布消息稱(chēng)，5月15日9時(shí)，虎門(mén)大橋恢復(fù)交通。
早在5月5日下午，虎門(mén)大橋懸索橋發(fā)生明顯豎向彎曲振動(dòng)現(xiàn)象，大橋管理方迅速啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，聯(lián)合交警部門(mén)及時(shí)采取了雙向交通管制措施。次日，交通運(yùn)輸部專(zhuān)家工作組及時(shí)赴虎門(mén)大橋現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。廣東省交通運(yùn)輸廳、省交通集團(tuán)先后多次邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)知名專(zhuān)家對(duì)懸索橋全面檢查、檢測(cè)和安全評(píng)估報(bào)告進(jìn)行審查，分析研判振動(dòng)原因，研討抑振方案。
大橋管理方組織設(shè)計(jì)、檢測(cè)、施工等單位對(duì)懸索橋進(jìn)行全面檢查、檢測(cè)和安全評(píng)估，委托三所高校平行開(kāi)展抗風(fēng)研究，并由設(shè)計(jì)單位牽頭會(huì)同檢測(cè)、三所高校、施工等單位對(duì)懸索橋振動(dòng)原因進(jìn)行深入分析，研究論證抑振措施。
檢測(cè)單位綜合近三年及此次檢測(cè)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)虎門(mén)大橋懸索橋結(jié)構(gòu)安全出具了評(píng)估報(bào)告，評(píng)估表明橋梁結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況和承載性能保持穩(wěn)定，此次振動(dòng)未影響結(jié)構(gòu)安全，橋梁關(guān)鍵構(gòu)件鋼箱梁、吊索、主索鞍、散索鞍、支座、伸縮縫等均未發(fā)現(xiàn)異常。特邀專(zhuān)家組經(jīng)過(guò)認(rèn)真評(píng)審，認(rèn)為檢測(cè)、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目較為齊全，方法合理規(guī)范，數(shù)據(jù)可信，同意檢測(cè)單位和設(shè)計(jì)單位的評(píng)估結(jié)論，虎門(mén)大橋懸索橋結(jié)構(gòu)安全。
特邀專(zhuān)家組對(duì)提交的懸索橋振動(dòng)原因分析和抑振措施研究報(bào)告進(jìn)行了認(rèn)真評(píng)審，認(rèn)為振動(dòng)原因基本查明：虎門(mén)大橋是大跨度鋼箱梁懸索橋，屬于典型柔性結(jié)構(gòu)，沿橋梁邊護(hù)欄連續(xù)設(shè)置的水馬改變了鋼箱梁氣動(dòng)外形，在特定的風(fēng)況條件下，誘發(fā)懸索橋發(fā)生豎向渦激共振；持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間、較大振幅的渦振導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)阻尼下降，即使水馬拆除，特定風(fēng)況下空載橋梁又發(fā)生了渦振。
根據(jù)研究成果和專(zhuān)家組建議，大橋管理方及時(shí)采取抑振措施，主要包括在外側(cè)護(hù)欄上安裝抑流板、改善鋼箱梁氣動(dòng)外形，增設(shè)水箱壓重提高阻尼比。目前，虎門(mén)大橋懸索橋整體情況平穩(wěn)，抑振效果良好。
目前正準(zhǔn)備措施保障大橋長(zhǎng)期運(yùn)行
5月13日晚，在虎門(mén)大橋懸索橋恢復(fù)交通評(píng)估會(huì)上，特邀專(zhuān)家組認(rèn)為，虎門(mén)大橋懸索橋結(jié)構(gòu)安全，大橋管理方已采取抑振措施，并落實(shí)恢復(fù)交通前的準(zhǔn)備工作，同意恢復(fù)交通運(yùn)營(yíng)。
5月15日舉行的通氣會(huì)上，葛耀君表示，拆除“水馬”后，虎門(mén)大橋振動(dòng)頻率在不斷降低，最開(kāi)始5月5日的渦振，振幅是0.37赫茲，平均3秒鐘振動(dòng)一次；到后面降到0.275赫茲，4秒鐘振動(dòng)一次；再到0.225赫茲，5秒鐘振動(dòng)一次。
廖海黎說(shuō)，大跨度懸索橋出現(xiàn)振動(dòng)是正常的，振動(dòng)的原因可能是風(fēng)、車(chē)輛等多方面因素，但要在可控范圍內(nèi)，不能影響橋梁安全，不能影響行車(chē)人的感受。虎門(mén)大橋的渦振，沒(méi)有危及橋梁結(jié)構(gòu)、行車(chē)安全，大橋的安全是有保障的。通過(guò)對(duì)虎門(mén)大橋緊急實(shí)施空氣動(dòng)力學(xué)措施、動(dòng)力學(xué)措施來(lái)抑振，目前來(lái)看，效果比較明顯，虎門(mén)大橋恢復(fù)正常。廖海黎還透露，目前正在準(zhǔn)備更長(zhǎng)遠(yuǎn)的控制措施，保障大橋長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。
即將進(jìn)入臺(tái)風(fēng)季，虎門(mén)大橋是否會(huì)受到影響？廖海黎表示，臺(tái)風(fēng)對(duì)懸索橋的主要影響是顫振，虎門(mén)大橋在設(shè)計(jì)時(shí)已做了充分的考慮，幾乎不會(huì)受到臺(tái)風(fēng)影響。同時(shí)，大橋此次出現(xiàn)渦振后，相關(guān)單位也做了試驗(yàn)，臺(tái)風(fēng)條件下不會(huì)導(dǎo)致危險(xiǎn)性顫振。
虎門(mén)大橋位于珠江口獅子洋上，連接廣州市南沙區(qū)和東莞市虎門(mén)鎮(zhèn)，全長(zhǎng)約16公里，雙向6車(chē)道。主橋長(zhǎng)4.6公里，主跨為888米的鋼箱梁懸索橋?；㈤T(mén)大橋主橋是我國(guó)自主設(shè)計(jì)建造的第一座大跨度鋼箱梁懸索橋，是當(dāng)時(shí)規(guī)模最大的公路現(xiàn)代懸索橋，在中國(guó)橋梁建造史上有諸多技術(shù)創(chuàng)新。此次對(duì)特定風(fēng)況下渦振的應(yīng)急處置，將為懸索橋的設(shè)計(jì)和管養(yǎng)等方面積累經(jīng)驗(yàn)。
焦點(diǎn)聚焦
長(zhǎng)時(shí)間和較大振幅的渦振導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)阻尼下降
記者：水馬撤掉后，橋梁出現(xiàn)多次的振動(dòng)。那么，現(xiàn)在還振動(dòng)嗎？
葛耀君：虎門(mén)大橋5月5日下午2時(shí)發(fā)生渦振現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)研究表明，這是一種風(fēng)速振動(dòng)。我們把它定性為渦激共振，主要跟所產(chǎn)生的風(fēng)況，特別是風(fēng)速、風(fēng)向等因素有關(guān)。廣東地區(qū)在春季和夏季相交的時(shí)候，特別是3月至5月，主導(dǎo)的風(fēng)向是東南風(fēng)，與虎門(mén)大橋直徑垂直，這樣的風(fēng)向極易誘發(fā)渦激共振。
當(dāng)日的渦激振動(dòng)，與施工時(shí)采取水馬有關(guān)系，直接把它誘發(fā)出來(lái)。事發(fā)時(shí)，測(cè)量出的風(fēng)速是5-6級(jí)，大概9米/秒-12米/秒，振動(dòng)的振幅是0.37赫茲，大概是3秒振動(dòng)一次。5月5日下午4時(shí)左右，采取緊急措施，將水馬放倒，大概當(dāng)日19時(shí)振動(dòng)完全停止了。正當(dāng)大家以為水馬拆除振動(dòng)完全消除后，當(dāng)晚9時(shí)又出現(xiàn)振動(dòng)。隨后，我們花了3天時(shí)間論證，為什么水馬撤除后大橋還發(fā)生振動(dòng)。
隨后5月9日晚上、5月10日上午，我們?cè)俅未_認(rèn)渦激共振的原因。首先，再次發(fā)生渦激共振，與第一次發(fā)生渦激共振是不一樣的。第一次渦激共振，頻率振幅是0.37赫茲，相當(dāng)于3秒振動(dòng)一次。水馬拆除后，渦激共振是兩個(gè)不同的頻率：0.275赫茲，相當(dāng)于4秒鐘振動(dòng)一次。緊接著0.23赫茲-0.225赫茲，相當(dāng)于5秒鐘振動(dòng)一次。從3秒振動(dòng)一次，到4秒鐘振動(dòng)一次、5秒鐘振動(dòng)一次，可以看出是一個(gè)逐漸消耗的過(guò)程。
最后論證是，持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間、較大振幅的渦振導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)阻尼下降，也就是俗話說(shuō)的摩擦力的變化。即使水馬拆除，特定風(fēng)況下空載橋梁又發(fā)生了渦振。這個(gè)在中國(guó)橋梁還沒(méi)有碰到過(guò)，但在國(guó)外橋梁有記錄。
緊急實(shí)施兩個(gè)治振措施后 虎門(mén)大橋運(yùn)行平穩(wěn)
記者：具體采取了哪些避震措施保障橋梁的安全？
廖海黎：這幾天來(lái)，設(shè)計(jì)單位的隊(duì)伍與檢測(cè)單位充分的合作，同濟(jì)大學(xué)、西南交通大學(xué)等3個(gè)高校在學(xué)校做了大量的實(shí)驗(yàn)。基于實(shí)驗(yàn)和理論分析，提出了有效的治振措施：一類(lèi)氣動(dòng)措施（即空氣動(dòng)力學(xué)措施），一類(lèi)是動(dòng)力學(xué)措施。
氣動(dòng)措施通過(guò)緊張的實(shí)驗(yàn)確定的，是對(duì)控制振動(dòng)有效的措施，目的是減少風(fēng)作用下對(duì)橋面的空氣作用力。另一方面，動(dòng)力學(xué)措施是在橋梁內(nèi)部加上一定量的水箱，通過(guò)水運(yùn)動(dòng)耗散風(fēng)引起振動(dòng)的能量，也稱(chēng)為阻尼措施。
這兩個(gè)措施，在虎門(mén)大橋管理中心和省交通集團(tuán)組織下緊急實(shí)施。從這兩天橋梁運(yùn)行來(lái)看，兩個(gè)措施發(fā)揮了作用，虎門(mén)大橋運(yùn)行平穩(wěn)，5月15日順利恢復(fù)了通行。目前，我們的目標(biāo)達(dá)到了，實(shí)際上我們還有更長(zhǎng)遠(yuǎn)的控制措施，為了保證大橋在更長(zhǎng)期的運(yùn)行條件下更可靠，更完善。
臺(tái)風(fēng)作用下不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)性顫振
記者：振動(dòng)之后對(duì)大橋的安全有沒(méi)影響？臺(tái)風(fēng)來(lái)了，一刮風(fēng)橋會(huì)否又振動(dòng)？
廖海黎：從科學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，大跨度橋梁振動(dòng)是正?，F(xiàn)象。引起振動(dòng)的原因，一是風(fēng)引起振動(dòng)，二是車(chē)輛也能引起振動(dòng)，車(chē)輛振動(dòng)比風(fēng)引起的振動(dòng)明顯。但振動(dòng)一定要在可控的范圍內(nèi)，不影響橋梁的安全、橋上行車(chē)人的感受。在這個(gè)前提下，振動(dòng)是無(wú)害的?，F(xiàn)在虎門(mén)大橋的運(yùn)行情況，已對(duì)大車(chē)進(jìn)行限行。
臺(tái)風(fēng)來(lái)了后，對(duì)各種大跨度懸索橋的危害，主要是另一種類(lèi)型的振動(dòng)，行話叫“顫振”。在虎門(mén)大橋20多年前設(shè)計(jì)建設(shè)的時(shí)候，其抗風(fēng)設(shè)計(jì)是防止橋梁的顫振，當(dāng)時(shí)在這方面做了充分的考慮。近期，大橋發(fā)生渦振后，3個(gè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)室在尋找確定渦振的同時(shí)，對(duì)會(huì)否引起顫振做了實(shí)驗(yàn)研究?？梢哉f(shuō)，虎門(mén)大橋在臺(tái)風(fēng)作用下，絕對(duì)不會(huì)發(fā)生導(dǎo)致大橋破壞、危險(xiǎn)性的顫振。
虎門(mén)大橋繼續(xù)執(zhí)行限行政策
記者：恢復(fù)通車(chē)后，有什么措施保障交通安全？
廣東虎門(mén)大橋有限公司總經(jīng)理助理黃先泉：為恢復(fù)通車(chē)，我們做了充分準(zhǔn)備，組織交通、交警、氣象等部門(mén)召開(kāi)專(zhuān)題會(huì)，研究制定了恢復(fù)通車(chē)的方案、應(yīng)急處置預(yù)案，加強(qiáng)了管理。除了治振措施，我們?cè)趹宜鳂蛏霞友b了高清攝像槍、自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，確保橋梁行車(chē)安全。
接下來(lái)，我們還將組織開(kāi)展有針對(duì)性的交通應(yīng)急演練，多部門(mén)聯(lián)動(dòng)。除此之外，增加了駐點(diǎn)，加大巡查力度，加大見(jiàn)警率和處置效率，繼續(xù)落實(shí)快處快賠快撤機(jī)制。此外，開(kāi)啟交通信號(hào)燈，對(duì)車(chē)流控流控速。
特別提醒，虎門(mén)大橋繼續(xù)執(zhí)行限行政策，全天候禁止貨車(chē)、40座以上的客車(chē)通行。同時(shí)，提醒過(guò)往的車(chē)輛安全駕駛，特別不要超速，不要在橋上停留。
記者 潘少婷
