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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:2022-09-15 來源:上海鋼結(jié)構(gòu)安裝公司、

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5月5日下午14時許,虎門大橋懸索橋橋面出現(xiàn)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(fā)生如此振動。


   根據(jù)大橋風(fēng)致理論,懸索橋主梁的風(fēng)致振動主要包括:(1)高風(fēng)速顫振發(fā)散;(2)低風(fēng)速均勻風(fēng)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(dāng)達到臨界風(fēng)速時使振幅逐步增大直至最后使結(jié)構(gòu)破壞的發(fā)散性振動。該振動多發(fā)生在風(fēng)速較大的情況,根據(jù)節(jié)段模型風(fēng)動試驗,虎門大橋的顫振臨界風(fēng)速大于79m/s,遠大于現(xiàn)在發(fā)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(fēng)繞流經(jīng)鈍體結(jié)構(gòu)時可能發(fā)生旋渦的脫落,出現(xiàn)兩側(cè)交替變化的渦激力,當(dāng)旋渦脫落頻率接近結(jié)構(gòu)的自振頻率時,所激發(fā)出的結(jié)構(gòu)共振現(xiàn)象。多發(fā)生在小于25m/s的較低風(fēng)速,與本橋的情況吻合。


    近日風(fēng)振現(xiàn)象主要表現(xiàn)為:(1)主梁發(fā)生周期性規(guī)律豎向振動;(2)風(fēng)振風(fēng)速大概在4級~5級(風(fēng)速9m/s左右)風(fēng)速期間。根據(jù)大橋的振動情況,初步判斷,本次發(fā)生的風(fēng)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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