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虎门大桥的设计强度能够抵抗61米/秒的风速!

据中央广播网消息,5月5日中午12时左右,广东虎门大桥在6级风力吹动下,出现较为剧烈的波浪运动,桥面起伏非常明显,网友拍摄的实时画面显示桥面上下振幅明显!下午15:30左右广州交管部门已经全面封闭了虎门大桥,禁止任何车辆通行。最新消息,5月6日凌晨,桥面在微风作用下还在抖。

虎门大桥是连接广州南沙区和东莞虎门镇的最重要的跨海大桥,每天的车流量非常巨大,是珠三角地区换线高速公路网中重要枢纽。记者采访了相关的桥梁设计工程师,得到的回复是“桥面在风力的影响下,抖动属于正常现象,只要在合理的振幅范围,风力停下来以后桥面变形也会消失,安全影响不大,桥面的弹性变形在可控范围内就不会有安全问题。”

有网友称下午3点多堵在桥上,明显感到桥体晃动,心里很害怕,担心桥随时会塌掉。

今年的4月26日,武汉的鹦鹉洲长江大桥也出现了类似的情况,但是桥面的振幅要小很多。

根据工程备案资料记载,虎门大桥的抗震设防烈度是7级,设计能够承受的风荷载强度达到61米/秒,而6级风的速度约为12米/秒左右,仅为设计强度的1/5。但是为什么会引起如此明显的振幅?这个桥梁的本身设计是否存在重大隐患?

下面我们一起来了解一下历史上几次著名的桥梁震动失稳案例。

日本东京湾大桥随风剧烈摇晃

俄罗斯伏尔加大桥共振现象

1940年美国塔科马海峡大桥刚通车6个月

6级风18m/s的低风速下颤振而破坏

2017年东京一栋高层建筑摇晃明显

以上桥梁和建筑安全事故中,造成坍塌的主要原因是因为产生了共振现象(外力导致物体的震动频率与物体的固有频率达到一致)。固有频率计算公式: Q=wL\R,固有频率也称为自然频率,仅与物体本身的质量、形状、材质等性质有关。大家熟悉的微波炉也是利用了微波频率和物体的水分子频率一致时,使水分子剧烈震动产生内能,从而加热物体,核磁共振和音响的原理也是类似。

在桥梁和超级摩天大楼的结构安全设计中,难度最高的就是在风荷载,活荷载,地震荷载等各种工况下保证结构的稳定性。一般会在建筑和桥梁上设立阻尼减震器非常重要,其作用是干扰共振波。军队经过桥梁时,长官便会命令士兵“便步走”,就是为了防止和建筑物本身的固有频率产生共振现象。

苏通大桥阻尼器

超大桥的阻尼器尺寸

桥下安装的阻尼器

中国第一高楼上海中心高度达到了632米,正是得益于阻尼器的防震作用,才能保证建筑内的人们感觉不到太过剧烈的振幅。

上海中心

上海中心-我国首个自主研制的世界上首个电涡流摆式调谐质量阻尼器

台北101大楼

101大厦阻尼器

?这次虎门大桥的后续调查进展情况,鲁班先生将持续更新关注,关注鲁班先生-了解建筑与生活的故事。

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原文地址《 虎门大桥的设计强度能够抵抗61米/秒的风速!》发布于2020-5-7
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