大家来 谈谈这几天处于舆论风口的虎门大桥异常涡振事件。事件主
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大家来 谈谈这几天处于舆论风口的虎门大桥异常涡振事件。
事件主角是主航道桥为单跨双铰简支钢箱梁悬索桥,由东西索塔、东西锚碇、主缆、吊索和加劲梁等五大结构部分组成。[12]
1、悬索桥上部工程
虎门大桥主缆采用预制平行索股制作和架设,每束索股由多个平行镀锌高强钢丝排列成正六边形组成。主缆与加劲梁之间采用平行竖直吊索相联系,每个吊点由四根钢丝绳组成。吊索与主缆之间的连接方式为背骑式,配以马鞍形索架。为减少铸件重量,大桥采用铸焊组合形式的索鞍。吊索两端为锌铜合金热铸锚,通过钢加劲梁风嘴锚于箱内。加劲梁采用扁平闭口流线型钢箱梁截面,使用全焊结构;加劲梁端于索塔下系梁设竖向支座以及水平抗风支座。桥面东西索塔处设两道伸缩缝,允许在竖直及水平方向有较大转角。[14] 虎门大桥悬索桥主缆系统 、箱梁、鞍座和吊杆均采用经重涂装防腐处理的钢结构。[8]
2、悬索桥下部工程
虎门大桥东西索塔为门式框架结构,由两侧塔柱及其之间的三道系梁组成;两侧塔柱为钢筋混凝土空心薄壁箱型结构,三道系梁均为钢筋混凝土空心箱型截面,预应力束布置在腹板内并穿过塔柱锚于塔壁外侧;受不同地质条件影响,东西索塔分别采用群桩基础和分离式扩大基础。[14] 虎门大桥东西锚碇均为重力式,由散索鞍墩、后锚块、锚室组成;主缆通过锚梁、锚杆牢固地锚固在锚碇上,主缆拉力由锚碇钢框架传递至混凝土锚体。[19]
最后开个脑洞,能不能用结构更为稳定的拱桥和悬索桥组合成为一种新型的大跨度桥梁结构。
2020年05月09日 07点05分 1
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虎门大桥异常抖动,
因发生肉眼可见的明显振动,从5月5日下午起,连接广州市南沙区与东莞市虎门镇的“虎门大桥”关闭,至今已逾三日,对这座已有23年历史的跨海大桥和生活于两端的广州、东莞市民来说,这并不寻常。5月6日上午,“广东交通集团”发布通报称,经专家组判断,“虎门大桥”悬索桥本次振动主因为沿桥跨边护栏连续设置水马,改变了钢箱梁的气动外形,在特定风环境条件下,产生桥梁涡振现象。事发当天下午,水马全部撤掉后,涡振于18时暂停,然而,当晚20时,“虎门大桥”再次发生涡振,持续至今仍肉眼可见轻微抖动。
2020年05月09日 07点05分 2
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这几日关于“虎门大桥”的报道中,媒体多次提及发生在1940年的“美国塔科马海峡吊桥坍塌事故”
“塔科马海峡吊桥”是位于美国华盛顿州塔科马的两条悬索桥,也是华盛顿州16号干线的一部分。每桥长1.6公里,横跨塔科马海峡。第一条桥于1940年首度通车,但不到五个月便倒塌,其后重建及另建的新桥分别于1950年及2007年启用。第一条桥倒塌的原因,是因为桥面厚度不足,在受到强风的吹袭下引起卡门涡街,使桥身摆动;当卡门涡街的振动频率和吊桥自身的固有频率相同时,引起吊桥剧烈共振而崩塌,这次事件成为研究空气动力学卡门涡街引起建筑物共振破坏力的活教材,也被记载为20世纪最严重的工程设计错误之一!
“塔科马海峡吊桥”于1940年7月1日通车,但在启用后数个星期,桥面便开始出现上下摆动。有鉴及此,有关人员在支柱上安装摄录机,以便观测摆动。同时也吸引了不少驾车人士慕名而来,感受其振荡威力的刺激,一些大风的日子,其桥面摆动幅度甚至可达五英尺之多,这种共振是横向的,沿着桥面的扭曲,桥面的一端上升,另一端下降。司机在桥上驾车时可以见到另一端的汽车随着桥面的扭动一会儿消失一会儿又出现的奇观。因为这种现象的存在,当地人幽默地将大桥称为“舞动的格蒂”!
“塔科马海峡吊桥”桥面的波动幅度不断增加,工程人员尝试加建缆索及液压缓冲装置去试图减低波动,但不成功。在持续数个月的摆动之下,桥梁最终于同年11月7日倒塌,其过程获得全程记录。当天早上,桥面的上下摆动突然停止,取而代之的是出现左右的扭力摆动,当时有两人被困在桥上,后成功逃离现场,之后桥面在数分钟内陆续崩塌。
“塔科马海峡吊桥坍塌”事件没有造成人命伤亡(但导致一只狗死亡),“华盛顿州政府”特为此而设立专案调查组,经过美国空气动力学家西奥多·冯·卡门在加州理工学院风洞进行模型测试,证明“塔科马海峡吊桥倒塌事件”的元凶,是卡门涡街引起吊桥共振。原设计为了求美观及省钱,使用过轻的物料,造成其发生共振的破坏频率,与卡门涡街接近,从而随强风而剧烈摆动,导致吊桥崩塌。此后,新的吊桥设计必须经过风洞模型实验。新桥梁的道床厚度增至10米,并在路面上加入气孔,使空气可在路面上穿越,防止卡门涡街的产生。
2020年05月09日 08点05分 3
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大家来对比一下重建后的塔科马海峡吊桥和我们的虎门大桥有什么不同
2020年05月09日 08点05分 4
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单是拱桥做不了这么大跨度,
单是悬索桥受暴风影响就容易晃悠。所以脑洞了一个悬索桥和拱桥的混合体
2020年05月09日 08点05分 5
悬索桥本质上属于柔性承载结构,桥面箱梁刚度就显得尤为重要。美国佬吸取教训以后大大加强了桥面的刚度。而这种悬索钢拱结构的刚性更高。
2020年05月13日 01点05分
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非常明显的一点是,虎门大桥的桥面薄而宽,在强风的吹袭下容易形成卡门涡街,这和美国佬的得出的教训是吻合的
2020年05月09日 09点05分 6
唉,可叹,可惜,可悲,啊!
2020年05月11日 05点05分
唉,可叹,可惜,可悲。
2020年05月11日 05点05分
唉!
2020年05月11日 05点05分
唉。
2020年05月11日 05点05分
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是啊,这种悬索吊桥天生的不足之处还是没有引起人们足够的重视,只看到能够做到较大的跨度,没有看到其巨大的软弱性所隐藏的危害性!
2020年05月09日 11点05分 7
其实美国佬得到教训以后,各国就应该从教训中学点什么,虎门大桥就是重视不够。
2020年05月09日 11点05分
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如果把虎门大桥的两侧看做横向,如果是涡振,虎门大桥的震动应该是产生横向震动。而实际情况确实顺着桥通行的方向,产生波浪震动。这又是什么原理呢?
2020年05月11日 04点05分 8
楼下给出答案,应该是真实原因了
2020年05月11日 04点05分
路面波浪振动,属于悬索结构失稳震荡,和风吹影响真的不大,所以这些专家还真是够砖
2020年05月11日 04点05分
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2020年05月11日 04点05分 9
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2020年05月11日 05点05分 10
有问题的不是设计,是维护大桥的这些人
2020年05月11日 06点05分
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箱梁高度明显不够,抵抗扭曲和弯曲变形能力不够,刚换上去的吊索抗拉强度不够。
2020年05月11日 08点05分 11
悬索桥本质上属于柔性承载结构,桥面箱梁刚度就显得尤为重要
2020年05月12日 01点05分
@小思邈 看开点,如果不是从事本专业的,就当活跃思维开了个脑洞。如果是本专业的,就认认真真写篇论文发表,怕别人据为所有大可不必。
2020年05月14日 03点05分
确实,虎门大桥的桥面相对就是超薄结构了
2020年05月11日 11点05分
我认为如果采用悬拱混合结构有利于解决大跨度悬索桥受气候影响大的弊端
2020年05月14日 02点05分
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为什么无视美国吊桥悲剧?还是不知道呢?或者另有什么原因真敢设计得这么薄?
2020年05月11日 13点05分 12
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钢梁的设计者之一。
2020年05月12日 01点05分 13
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虎门大桥已经恢复通车,这每封一天都是钱啊!
2020年05月18日 03点05分 14
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