虎门大桥明显振动不影响恢复通车 桥晃为啥总提起塔科马大桥？

5月5日下午14时许，虎门大桥桥面发生明显振动，大桥管理部门迅速启动应急预案，联合交警部门采取了双向交通管制措施。交通运输部专家工作组6日已抵达现场开展调查研讨。虎门大桥是连接广州市南沙区与东莞市虎门镇的跨海大桥，位于珠江口狮子洋上，于1997年建成通车。虎门大桥车流量大，常处于饱和状态。对此， 友戏称：明天要收费了，它激动得很；小时候看奥特曼，这样的剧情一般都是怪兽要出场了。

虎门大桥当时振动明显

虎门大桥涡振是施工原因导致 目前已基本稳定

广东省交通集团6日凌晨通 称，大桥管理部门联合交警部门及时采取了双向交通管制措施，广东省交通运输厅、广东省交通集团连夜组织了国内12位知名桥梁专家召开专题视频会议进行了研判。专家组初步判断，虎门大桥悬索桥本次振动的主要原因是：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，产生了桥梁涡振现象。专家组判断，虎门大桥5日发生振动系桥梁涡振现象，并认为悬索桥结构安全可靠，不会影响虎门大桥后续使用的结构安全和耐久性。

截至6日凌晨，大桥仍有肉眼可见的轻微振动。

大桥监控截图

据交通运输部专家工作组成员、中交公路规划设计院教授吴明远介绍，6日中午12点半以后，大桥基本恢复正常。之所以振动持续时间较长，是因为桥梁重量非常重，阻力相对小，所以平息需要一定时间。吴明远介绍，悬索桥会有两种振动，一种是会影响舒适性的，叫涡振；涡振，全称涡激振动，起因是风流过物体截面后，在物体背后产生周期性的漩涡脱落，由此产生对结构的周期性强迫力。涡振是一种限幅振动，不能无限发散。而且，因为长跨度桥梁的固有频率往往较低，涡振通常也只会在风速不大的情况下发生。

另外一种是会影响桥梁安全性的，叫颤振。虎门大桥这次发生的振动，主要是影响舒适性的涡振，对桥梁结构不会产生大的影响。据专家介绍，虎门大桥是扁体钢箱梁，桥梁施工放置的水马截面需要流线型，导致钢箱梁钝化，使桥梁发生了涡振，实际上是由于施工的原因。在进行处置措施后，大桥结构已趋于稳定。吴明远还表示，虎门大桥和塔科马大桥不太一样，塔科马大桥发生的叫颤振，就是在高风速下，因为结构设计原因造成的破坏，但涡振是低风速下的。所以两座桥梁之间的情况完全不一样。

如今，世界上不管哪座桥一晃，人们都会提及塔科马大桥的风毁事件。那么，塔科马大桥风毁事件究竟是个什么事情呢？

塔科马桥曾出现另一端汽车一会儿消失一会儿又出现的奇观

美国华盛顿州塔科马海峡的塔科马大桥（Tacoma Narrows Bridge）开通不久后就获得了一个略有讽刺意味的名字——”舞动的格蒂”。但获得这样一个名字对于一座桥来说。真的不是什么好事情。这座桥于美国太平洋时间1940年11月7日上午11时被风吹垮，事故发生的原因是卡门涡街。

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。桥长1810米，宽12米，于1940年7月1日通车，当时为仅次于金门大桥和乔治华盛顿大桥的世界上第三大悬索桥，设计师莱昂·莫伊塞夫是美国20世纪二、三十年代悬索桥的领军人物，也是全钢制桥的早期推行者，仅投资就花费高达640万美元，可以说是举世瞩目的项目。然而令人意想不到的是，这座重金打造的大桥在建成后仅四个月，就戏剧性地被微风摧毁。

设计师莱昂·莫伊塞夫（右一）

塔科马大桥由坚硬的碳钢和混凝土建成的。原先的设计是在路基下使用格状桁架梁，这是第一座以板状钢梁作为支撑的大桥。按照原先的设计，风只会直接通过桁架，但新的设计将风转移到了桥面上下两端。大桥建成通车后不久，人们就发现大桥在微风的吹拂下会出现晃动甚至扭曲变形的情况。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。正是因为这种现象的存在，大桥获得了“舞动的格蒂”的名字。然而，人们仍然认为桥梁的结构强度足以支撑大桥。然而，它最终还是坍塌了。

塔科马大桥坍塌现场

有目击者是这样回忆的：他当驾车驶过塔桥时，大桥开始来回剧烈晃动。他感觉大桥已经严重倾斜，自己失去了对车的控制。此时，这位目击者马上刹车并弃车逃离，耳边充斥着混凝土撕裂的声音。而汽车在路面上来回滑动。大部分的时候他靠手和膝盖爬行。“我爬到500码（450米）外的大桥塔楼我呼吸急促，膝盖都磨破流血了，双手上满是瘀伤。最后我使出最后的力气跳到了安全地带，在收费口回头望去，我看到大桥彻底被摧毁的一幕，我的车也随着大桥一起坠入了海峡。”

塔科马大桥风毁事故唯一丧生的是一只淹死在主人车里的狗

幸运的是在大桥坍塌事故中没有人失去生命。唯一丧生的是一只淹死在主人车里的狗。大桥残骸则沉入了北纬47 °16’，西经122 °33’，水深180英尺（55米）水深之处。

事故调查组成员、世界著名空气动力学家，古根海姆航空实验室主任西奥多·冯·卡门在 告中指出：华盛顿州没有为大桥筹集到足够的钱，因为代理商以欺诈手段贪污了部分款项。最终，代理商以盗窃罪被指控。

大桥最终坍塌的画面被当地一位照相馆的老板拍摄了下来。1998年，塔科马海峡大桥的坍塌视频被美国国会图书馆选定保存在美国国家电影登记处，这段震撼人心的视频被誉为“在文化、历史和审美学方面有着重要意义”。这段珍贵的电影胶片仍然对学习工程学、建筑学和物理学的学生起着警示的作用。

沉没的大桥残骸编号92001068，被登记在国家历史地点记录册中。水下的残骸已经作为一座人工礁石被保护起来。

塔科马海峡大桥的坍塌使得空气动力学和共振实验成为了建筑工程学的必修课

塔科马大桥的坍塌分析

塔科马大桥的倒塌发生在一个此前从未见过的扭曲形式发生后，当时的风速大约为每小时40英里。这就是力学上的扭转变形，中心不动，两边因有扭矩而扭曲，并不断振动。这种振动是由于空气弹性颤振引起的。颤振的出现使风对桥的影响越来越大，最终桥梁结构像麻花一样彻底扭曲了。在塔科马海峡大桥坍塌事件中，风能最终战胜了钢的挠曲变形，使钢梁发生断裂。拉起大桥的钢缆断裂后使桥面受到的支持力减小并加重了桥面的重量。随着越来越多的钢缆断裂，最终桥面承受不住重量而彻底倒塌了。

共振的例子在我们的生活中随处可见，比如和尚敲钟，只要在敲钟时按照相同的时间间隔敲下去，钟声就会越来越响；再比如，我们把石子投入水中就能因为共振荡起涟漪。大桥通过风的敲击越来越晃，扭曲变形后，最终导致倒塌，我们看到的就是被风吹倒的，在塔科马海峡大桥坍塌事件中，风能最终战胜了钢的弯曲变形，使钢梁发生断裂，最终导致了这场悲剧。

塔科马海峡大桥的坍塌使得空气动力学和共振实验成为了建筑工程学的必修课。这里的共振和受迫共振（由周期运动引发的，如步伐整齐的一队士兵渡桥）不同。在该案例中没有周期性扰动。当时风速稳定在每小时42英里（67公里/小时），频率0.2赫兹。这样的风速本应对大桥构不成威胁。因此此次事件只能被理解为空气动力学和结构分析不严密所致，以后所有的桥梁，无论是整体还是局部，都必须通过严格的数学分析和风洞测试。

1943年，纽约市一座类似的大桥——白石大桥，加装了一个14英尺的“华伦式”桁架和倾斜支柱以减少桥面的振动。2001年，华伦式桁架被拆除，取而代之的是液压阻尼器。

虎门大桥与历史上的塔科马大桥情况完全不一样

虎门大桥与塔科马大桥两座桥梁的结构不一样，且塔科马大桥属于颤振，与虎门大桥的情况完全不一样。

交通运输部专家工作组成员、同济大学教授陈艾荣介绍，虎门大桥采用的是流线型的断面设计，本身的风阻较小，发生涡振的概率也比较小。不能保证振动不会再次发生，但是发生像这种明显的振动，可能性比较低，且不会引起安全问题。

此前，虎门大桥公司副总工程师张鑫敏表示，已经对主缆钢丝、主缆吊索、支座等结构进行了全面检查，各个部位情况良好。张鑫敏介绍，大跨径悬索桥在较低风速下存在涡振现象，振幅较小时不易察觉。由于近期正在针对大桥进行日常养护和检查工作。管养单位封闭了桥梁南侧的一条车道，在桥梁两边放置了临时挡墙防止车撞，也就是俗称的“水马”，正是它使桥梁产生了涡振。虎门大桥主跨888米，涡振峰值数据大概是50厘米。此次涡振振幅小于限值，不会影响虎门大桥悬索桥后续使用的结构安全和耐久性。

针对虎门大桥是否具备通车条件，陈艾荣表示，他认为通车是没有问题的，不过大桥最终的开放还需要综合考虑各种因素，需要保持稳慎的态度，在全面完成桥梁检测之后，才能够确定具体恢复通行的时间。