廣東虎門大橋異常抖動 專家稱源自渦振

　　【太平洋汽車網 行業頻道】2020年5月5日下午，廣東虎門大橋發生異常抖動，橋梁隨后全線封閉。

發生時間：5月5日下午15:32分左右。

當時情形：車輛正在正常通行的期間，大橋發生目視可見的異常抖動，交警隨即全線封路。

現場視頻：

虎門大橋：

虎門大橋（Humen Bridge）是中國廣東省境內一座連接廣州市南沙區與東莞市虎門鎮的跨海大橋，位于珠江獅子洋之上，為珠江三角洲地區環線高速公路南部聯絡線（原莞佛高速公路）的組成部分。

虎門大橋于1992年10月28日動工建設；于1997年6月9日建成通車；于1999年4月20日通過竣工驗收。

圖片出處：南方Plus

虎門大橋東起東莞市太平立交，上跨獅子洋入海口，西至廣州市南沙立交；線路全長15.76千米，主橋全長4.6千米；橋面為雙向六車道高速公路，設計速度120千米/小時；工程項目總投資額30.2億元人民幣。

官方通告：

廣東省交通集團6日凌晨通報稱，專家組判斷，虎門大橋5日發生振動系橋梁渦振現象，并認為懸索橋結構安全可靠，不會影響虎門大橋后續使用的結構安全和耐久性。

6日凌晨，新華社廣州記者在虎門大橋管理中心實時監控畫面看到，大橋仍有肉眼可見的輕微振動。

美國塔科馬峽谷橋風墜事故：

美國塔科馬峽谷橋（Tacoma Narrow Bridge）位于美國華盛頓州塔科馬，總投資800萬美元，1940年7月舉行了盛大的通車儀式。

4個月之后，塔科馬峽谷橋坍塌了。（以下公眾號視頻有一定的知識性誤導，實際上塔科馬大橋不是因為偷工減料，而是因為空氣動力學不符合設計安全要求）

1940年11月7日上午，大橋碰到了一場風速為19米/秒的風。風雖不算大，但橋卻發生了劇烈的扭曲振動，且振幅越來越大（接近9米），直到橋面傾斜到45度左右，使吊桿逐根拉斷導致橋面鋼梁折斷而塌毀，墜落到峽谷之中。

后期調查發現，塔科馬大橋主跨長853.4米，橋寬卻只有11.9米，橋面過于狹窄，只有2.4米高的鋼梁也無法使橋身產生足夠的剛度。

卡門渦街：

在一定條件下的定常來流繞過某些物體時，物體兩側會周期性地脫落出旋轉方向相反、并排列成有規則的雙列線渦。開始時，這兩列線渦分別保持自身的運動前進，接著它們互相干擾，互相吸引，而且干擾越來越大，形成非線性的所謂渦街。卡門渦街是粘性不可壓縮流體動力學所研究的一種現象。流體繞流高大煙囪、高層建筑、電線、油管道和換熱器的管束時都會產生卡門渦街。

1911年，德國科學家馮·卡門從空氣動力學的觀點找到了這種渦旋穩定性的理論根據。對圓柱繞流，渦街的每個單渦的頻率f與繞流速度v成正比，與圓柱體直徑d成反比，即f=Sr(v/d)。Sr是斯特勞哈爾數，它主要與雷諾數有關。當雷諾數為300～3×10^5時，Sr近似于常數值(0.21)；當雷諾數為3×10^5～3×10^6時，有規則的渦街便不再存在；當雷諾數大于3×10^6時，卡門渦街又會自動出現，這時Sr約為0.27。

出現渦街時，流體對物體會產生一個周期性的交變橫向作用力。如果力的頻率與物體的固有頻率相接近，就會引起共振，甚至使物體損壞。這種渦街曾使潛水艇的潛望鏡失去觀察能力，海峽大橋受到毀壞，鍋爐的空氣預熱器管箱發生振動和破裂。但是利用卡門渦街的這種周期的、交替變化的性質，可制成卡門渦街流量計，通過測量渦流的脫落頻率來確定流體的速度或流量。