虎门大桥抖动真正原因：悬索桥的设计引发的共振是关键！

前段时间，虎门大桥异常抖动事件引发社会关注，所谓“外行看热闹，内行看门道”，作为建造师，我们一定要了解具体情况及抖动原因。

共振指的是物体受到激励振动频率与自身固有频率接近时，发生的振幅增大的现象。桥上通行的车辆经过桥面时，车辆自重可对桥梁结构造成激振。桥面不平整，桥梁在车辆冲击下产生的振动，也是一种激振。若频率接近桥梁结构固有频率就极易发生共振。

桥梁为了解决共振，在设计之初就规定了桥梁自振频率的限值，用来预防车辆通过桥时产生的共振，并在桥面伸缩缝处安装平顺的过渡装置，减小桥面振动，同时设置各种类型的阻尼器来消耗掉振动能量。

虎门大桥是悬索桥，要解决振动，可能也要从增加阻尼器的角度进行，但悬索桥比斜拉桥复杂，悬索上安装阻尼器并发挥作用比斜拉索更困难。

在建工社微课程看来，无论是斜拉桥还是悬索桥，都会有在面临某个频率时发生共振的风险。但不同的是，斜拉桥可以通过应用阻尼器抑制，而悬索桥因为天生的设计缺陷，阻尼器并不能充分发挥作用。

共振指的是物体受到激励振动频率与自身固有频率接近时，发生的振幅增大的现象。桥上通行的车辆经过桥面时，车辆自重可对桥梁结构造成激振。桥面不平整，桥梁在车辆冲击下产生的振动，也是一种激振。若频率接近桥梁结构固有频率就极易发生共振。

桥梁为了解决共振，在设计之初就规定了桥梁自振频率的限值，用来预防车辆通过桥时产生的共振，并在桥面伸缩缝处安装平顺的过渡装置，减小桥面振动，同时设置各种类型的阻尼器来消耗掉振动能量。

虎门大桥是悬索桥，要解决振动，可能也要从增加阻尼器的角度进行，但悬索桥比斜拉桥复杂，悬索上安装阻尼器并发挥作用比斜拉索更困难。

在建工社微课程看来，无论是斜拉桥还是悬索桥，都会有在面临某个频率时发生共振的风险。但不同的是，斜拉桥可以通过应用阻尼器抑制，而悬索桥因为天生的设计缺陷，阻尼器并不能充分发挥作用。

自然环境作用产生的大幅度振动有几种较常见的成因，一是地震作用，二是风力作用，再就是风雨振。

地震作用显而易见，桥梁墩柱或塔身传导地震波到桥面，造成桥梁产生大幅度振动。

风雨振则多出现在斜拉桥的拉索上，成因是雨水在拉索表面附着，迎风后上水线(风向与索截面的上切点)发生的有规律振动，由于拉索阻尼器的普及，这种振动基本可以消除。

最复杂的就是风力作用，风振主要是由于风的动力作用产生的。包括的现象有涡振、颤振、抖振和驰振。虎门大桥的主航道桥是跨径888m的悬索桥。大概率是悬索桥的正常风导致振动，振动的大致原因就是风吹过桥体，在风的下游方向会出现低气压区和涡流。

空气涡流会按一定频率从桥体脱落。如果这个涡流脱落的频率和桥本身的自振频率重合，就会产生振动。涡流脱落频率与风速成正相关，而桥梁本身各阶自振频率不随风速变化，也就是说当天风再大点或再小点都不会震动。

本文转自 建工社微课程

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