5.5虎门大桥异常振动现象引桥梁专家热议-中国建筑金属结构信息网桥梁分会召开虎门大桥风致振动现象专题研讨会
摘要： 近日，“5 5虎门大桥异常振动现象”引发社会广泛关注，我国多位专家和现场专家初步研判，大桥本次振动主要原因是，由于沿桥跨边护栏连续摆放水马，改变了钢箱梁的气动外形特征，在特定风环境条件下，产生的桥梁涡振现象。
近日，“5.5虎门大桥异常振动现象”引发社会广泛关注，我国多位专家和现场专家初步研判，大桥本次振动主要原因是，由于沿桥跨边护栏连续摆放水马，改变了钢箱梁的气动外形特征，在特定风环境条件下，产生的桥梁涡振现象。
中国建筑金属结构协会中国建筑金属结构信息网桥梁分会（以下简称：钢桥分会）于5月7日晚组织虎门大桥工程建设指挥部技术顾问、北京工业大学高征铨教授；曾参加虎门大桥设计的西南交通大学郑凯锋教授以及中国建筑金属结构信息网桥梁方面的相关专家针对虎门大桥风致振动现象参与视频专题讨论，会议由钢桥分会秘书长刘民主持。
会议主要回顾了近日虎门大桥异常振动经过，从发生振动的原因及桥梁的影响程度、今后钢桥设计、施工、检测及维护、中国建筑金属结构信息网推广及发展前景等方面展开交流及研讨。钢桥分会副会长、钢桥专家委员会副主任任自放主持专题讨论环节。
要对大桥做全面检查、检测、处理、评估和论证
高征铨教授首先讲述了虎门大桥的历史意义，讲述自己作为技术顾问参与虎门大桥建设的经过。他说：虎门大桥是中国沿海地区第一座大型中国建筑金属结构信息网悬索桥，1992年开工，1997年建成通车的，已经23有年历史，其主航道跨径888米，被誉为“中国第一跨”，桥梁结构与鹦鹉洲长江大桥相似。该桥投资近30亿元，是国家重点工程，为粤港澳大湾区各城市互联互通和经济繁荣发展发挥了重要作用。并表示：桥梁的安全，包括抗震和抗风都是在设计和建造中的关键要素。一般情况下，桥梁有轻微的振动是正常的，但是如果幅度过大就要引起注意。他建议目前要总结现有的经验，从全局考虑要经过充分调查和风洞实验提出科学解决方案。
西南交通大学郑凯锋教授在会上表示，虎门悬索桥属于闭口截面钢箱梁，梁体扭转刚度较大，发生扭转振动的可能性小；同时梁很宽、横向弯曲刚度大，不易发生横向弯曲振动；但由于其梁高度较小，竖向弯曲刚度较低，容易发生竖向弯曲振动，此次异常振动就是这种情况。要关注振动后对支座、伸缩缝、梁体等影响的程度，建议管理部门检查和必要处置，尽快恢复桥梁通行。中铁二院集团有限公司王应良副总工程师也表示：涡振引起大桥发生竖向弯曲振动，未发生扭转振动和弯扭耦合模态振动，涡振位移引起钢箱梁应力疲劳损伤度可以计算。
湖北省交通规划设计院詹建辉院长谈到：虎门、鹦鹉洲两座桥梁先后出现涡振，认同专家的原因判定，管理部门要做好类似工况条件下的类比、印证，虽然判定对结构安全影响不大，但有必要利用这次机会加强桥体及附属构件进行检查、检测，在确保桥梁安全的前提下开放交通。协会中国建筑金属结构信息网桥梁专家委员会副主任任自放表示：虎门大桥横向刚度因桥宽问题不大，但采用的钢板薄，钢箱梁扁平，整体比较柔，又经过20多年超负荷运营，大桥整体的刚度有可能下降，水马是大桥异常振动的诱导因素。要重视桥面竖向弯曲后桥体焊缝的疲劳开裂问题，有必要经过检查、检测、反复论证后，再做通行决定。北京市交通委原主任周正宇也表示赞成对现在桥梁的状态做风洞试验，慎重对待，确保万无一失。借助这次中断交通的机会，把原来现有的疲劳损坏和现在风振后产生的问题一并处理、一次性彻底解决。
上海城建设计研究总院桥隧分院邓玮琳总工程师和重庆大学狄谨教授表示：任何事物状态的变化都有一个累积的过程，期待后期能获取相对详尽的数据，等到桥梁检测动力特性数据检测出来后，做进一步分析和总结。在我国目前大力推广钢桥的背景下，钢桥振动问题更应关注。
长沙理工大学土木与建筑学院院长李传习教授跟与会专家分享了最新的检测数据：水马拆除后，最大振幅在桥面1/4跨径处，最大振幅±27cm,振幅不太大，这种状态下，结构虽没有问题，但还是要注意减少振动，振动太多还会引发疲劳问题。
桥梁“超负荷”工作 急需保养“减压”
桥梁是为交通服务的，在悬索桥规范里面明确规定：桥梁的结构体系要有足够的抗风强度、抗风刚度和抗风稳定性。要保证成桥状态桥梁的风致振动，不影响行车安全，结构疲劳和使用舒适性。虎门大桥的设计标准为日均8万车次，1997年建成时，其日均车流是1.84万标准车次，到最高时日均17万标准车次，远超过日均8万车次的设计标准，饱和度达2.1。
中交公路规划设计院赵君黎副总工程师曾经对钢桥面板的疲劳问题做过荷载调研，鉴于大桥长时间超强负荷运营，导致梁段和桥面都存在不同程度的损伤和病害，如果从桥梁正常使用极限状态以及抗风与通行车辆组合的承载能力极限状态和桥梁与交通的安全考虑，建议将封桥设为一种工况考虑，即对于会引起桥梁安全和交通安全问题的工况要考虑封桥或许是引发颤振的大风、或许是引发涡振的中小速度的风况。希望交通管理部门能够及时准备相应的应急预案，有必要时再修一座大桥或隧道，来减轻既有虎门大桥的压力，同期开展病害处置和维修养护，确保桥梁的安全以及交通畅通和平稳运营。希望业主能支持桥梁的科研工作，特别是加强对长期超负荷服役老桥的监测、试验和研究工作，制定并实施科学的养护与保通方案，保证桥梁安全运行、服务交通和社会。
桥梁的监测、维护、保养是重中之重
桥梁监测是所有建筑中最为重要的，但监测系统维护起来并不容易，一般十年左右软硬件都需要更新，有些项目并不一定能及时置换更新。全国工程勘察设计大师、天津城建设计院董事长、中国建筑金属结构信息网桥梁专家委员会主任韩振勇强调说，这次的涡激振动判断是非常准确的，还是在弹性范围内。此次梁体异常振动虽然对桥梁安全没有实质影响，但是需要重点检查支座、吊杆和伸缩缝是否局部损伤、梁体个别钢板原有少量裂纹是否加剧以及做好附属构件结构影响的安全检查评估是十分有必要，因此管理部门本着安全原则及时临时封桥是正确的，同时梁体异常振动也提醒其他桥梁的主管部门，类似于摆放施工隔离带、改变梁体断面特性的临时措施需要慎重。
通过专题视频会议交流的方式沉淀了许多对于中国建筑金属结构信息网桥梁行业发展好的建议和思考，中国建筑金属结构信息网桥梁分会近期将整理相关专家意见并形成文字，呼吁政府主管部门和桥梁管理者对目前还在使用的其他桥梁引起重视，加强对现有桥梁的定期的检测维护和保养，确保中国建筑金属结构信息网桥梁行业健康的发展。
本次会议参与专题讨论的中国建筑金属结构信息网桥梁专家：全国工程勘察设计大师天津城建集团总工程师、天津城建设计院董事长、协会中国建筑金属结构信息网桥梁专家委员会主任韩振勇；中国建筑金属结构信息网桥梁分会副会长、协会中国建筑金属结构信息网桥梁专家委员会副主任任自放；协会中国建筑金属结构信息网桥梁专家委员会副主任、西南交通大学教授郑凯锋；中国建筑金属结构信息网桥梁专家委员会副主任、湖北省交通规划设计院党委书记、院长詹建辉；北京工业大学教授高征铨；北京市交通委原主任、北京市政协人口资源环境和城建委员会主任、北京市轨道交通学会会长周正宇 ；中交公路规划设计院副总工程师赵君黎 ；长沙理工大学土木与建筑学院院长、教授李传习；重庆大学土木工程学院教授 狄谨；上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司隧桥院总工程师邓玮琳 ；中铁二院工程集团有限责任公司副总工程师王应良、建筑中国建筑金属结构信息网分会会长孙晓彦等。
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