摘要:12名橋梁專家初步判斷,虎門大橋5日發(fā)生振動系橋梁渦振現(xiàn)象,懸索橋結(jié)構(gòu)安全可靠,不會影響大橋后續(xù)使用的結(jié)構(gòu)安全和耐久性。但有業(yè)內(nèi)人士提醒,渦振是動態(tài)現(xiàn)象,必須進行全面檢測后才能判斷安全與否。
引起全國廣泛關(guān)注的廣東虎門大橋目前仍被封閉,何時可以通行尚無權(quán)威說法。
起因是5月5日下午至5月6日中午約20個小時內(nèi),虎門大橋多次發(fā)生抖動現(xiàn)象,引起外界對其安全性的警惕,對于這座1997年開始通車、且多年存在超載擁堵問題的大橋,是否還存在其他安全隱患,目前亦尚待專業(yè)機構(gòu)的全面檢測確認,何時通車亦需要權(quán)威機構(gòu)的仔細后才能確認。
根據(jù)當(dāng)?shù)毓_的信息,事件發(fā)生時,虎門大橋正在日常養(yǎng)護和檢查?!皹蛄哼呍O(shè)置的水馬,就是造成渦振的最主要因素?!敝貞c市設(shè)計大師、林同棪國際工程咨詢(中國)有限公司橋梁專業(yè)總工程師劉安雙表示,斜拉橋本身就對風(fēng)十分敏感,尤其是特大橋、跨海橋,在風(fēng)力強、風(fēng)速快的環(huán)境下,進行養(yǎng)護操作就應(yīng)該更為謹慎。
5月6日晚,交通運輸部專家工作組成員、中交公路規(guī)劃設(shè)計院教授吳明遠在虎門大橋渦振記者答疑會上表示,5月6日中午過后,虎門大橋抖動已經(jīng)基本平息。
根據(jù)目前檢測的結(jié)果,此次渦振并未影響虎門大橋的整體結(jié)構(gòu)。但 5月7日午間,有現(xiàn)場媒體表示虎門大橋仍有肉眼可見的振動,對此有關(guān)專家并未立即予以回應(yīng)。公眾普遍關(guān)注的是,這種罕見的振動會對橋梁造成破壞嗎?已經(jīng)通行23年之久的虎門大橋,是否還存在其他安全隱患?虎門大橋何時能完成全面檢測,徹底確認安全性并通車?
虎門大橋是廣東省境內(nèi)一座連接廣州市南沙區(qū)與東莞市虎門鎮(zhèn)的跨海大橋,于1992年動工建設(shè),1997年建成通車。公開資料顯示,虎門大橋是中國第一座真正意義上的大規(guī)模化懸索橋,曾獲詹天佑土木工程獎。由于其位置重要,這座大橋一直交通繁忙,且多年存在超載擁堵情況。
大橋緣何抖動?
“第一次有坐船的感覺”,“搖得人頭暈”,5月5日,行駛在虎門大橋上的網(wǎng)友反映,橋面異常抖動。發(fā)生抖動的是虎門大橋的懸索橋段,即東莞測虎門炮臺到橫檔島,而非全橋振動。
5月6日凌晨,全國各地12名橋梁專家初步判斷,虎門大橋5日發(fā)生振動系橋梁渦振現(xiàn)象,并認為懸索橋結(jié)構(gòu)安全可靠,不會影響虎門大橋后續(xù)使用的結(jié)構(gòu)安全和耐久性。
所謂橋梁渦振,是指在平均風(fēng)作用下,有繞流通過實腹梁橋斷面后交替脫落的渦旋引起的振動。橋梁渦振是一種兼有自激振動和強迫振動特性的有限振幅振動,它在一個相當(dāng)大的風(fēng)速范圍內(nèi),可保持渦激頻率不變,產(chǎn)生一種“鎖定”(lock-on)現(xiàn)象,也就是隨著風(fēng)力的增加,振動也只會限制在一個鎖定的區(qū)間內(nèi)。
虎門大橋公司副總工程師張鑫敏在接受央視新聞采訪時透露,大橋正在日常養(yǎng)護和檢查。為此,管養(yǎng)單位封閉了橋梁南側(cè)的一條車道,在橋梁兩邊放置了臨時擋墻防止車撞,也就是俗稱的“水馬”,正是它使橋梁產(chǎn)生了渦振。有業(yè)內(nèi)專家對《財經(jīng)》記者表示,這或許是為更換斜拉鋼索。
北京市政府專家顧問團顧問、中國災(zāi)害防御協(xié)會副秘書長金磊認為,溫室效應(yīng)造成的酸雨以及海風(fēng)中鹽分的侵蝕,都會加速斜拉鋼索的老化。
一位不具名的業(yè)內(nèi)人士說道,由于大橋建造時間稍早,尚不清楚當(dāng)時有否給予橋梁管理維護保養(yǎng)手冊,無法得知上述維保工作是否符合手冊規(guī)范。
參與此次虎門大橋異常情況研判的著名橋梁結(jié)構(gòu)專家、同濟大學(xué)橋梁工程系教授葛耀君接受紅星新聞采訪時表示,從目前監(jiān)測數(shù)據(jù)來看,此次虎門大橋渦振幅度絕對不會超過設(shè)計標準,并且距離標準還低得多?!按髽驔]有結(jié)構(gòu)安全問題,也沒有耐久性問題。”
“可能大家從視頻上來看震動很大,但是在我們看來非常正常。”葛耀君透露,昨天(5日)晚上十多個橋梁方面的專家開會,大家都建議開完會,虎門大橋就可以通車了。
虎門大橋主跨888米,渦振峰值數(shù)據(jù)大概是50厘米。曾有媒體稱此次渦振振幅小于限值,不會影響虎門大橋懸索橋后續(xù)使用的結(jié)構(gòu)安全和耐久性。但上述業(yè)內(nèi)人士告訴《財經(jīng)》記者,渦振是一個動態(tài)現(xiàn)象,必須進行全面檢測后才能判斷安全與否。
對此,吳明遠介紹,6日中午12點半以后,大橋基本恢復(fù)正常。之所以振動持續(xù)時間較長,是因為橋梁重量非常重,阻力相對小,所以平息需要一定時間。
交通運輸部專家工作組成員、同濟大學(xué)教授陳艾榮介紹,虎門大橋采用的是流線型的斷面設(shè)計,本身的風(fēng)阻較小,發(fā)生渦振的概率也比較小。不能保證振動不會再次發(fā)生,但是發(fā)生像這種明顯的振動,可能性比較低,且不會引起安全問題。
位于強風(fēng)地區(qū)的虎門大橋面臨著嚴峻的抗風(fēng)挑戰(zhàn)。當(dāng)年參與了該橋抗風(fēng)性能研究的同濟大學(xué)橋梁工程系團隊認為,該地區(qū)平均每年受臺風(fēng)影響2次-4次,每年5月-11月均有可能遭受臺風(fēng)侵襲,大橋施工以及運營過程中必須仔細分析其抗風(fēng)性能,并在必要時采取臨時抗風(fēng)措施以保證大橋安全。
在施工建設(shè)時,虎門大橋就為此做了準備。廣東省長大公路工程有限公司介紹,通過中國最大尺度的氣彈性風(fēng)洞試驗,工程方對施工期間與成橋后的抗風(fēng)性能進行了分析,驗證了設(shè)計參數(shù),提出了鋼箱梁拼裝過程中安全渡臺風(fēng)的技術(shù)措施,保證了大橋的抗風(fēng)穩(wěn)定性。
治超多年,多次進行安全檢修
虎門大橋的交通擁堵情況已持續(xù)多年,當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門的治超工作也一直在進行。公開信息顯示,截止至2019年8月,虎門大橋的車流量由1997年建成時的日均1.84萬標準車次,到最高日均17萬標準車次,遠超其日均8萬車次的設(shè)計標準。
虎門大橋在2019年兩度進行安全檢修,分別在3月份和8月份。
根據(jù)《21世紀經(jīng)濟報道》,2019年8月,廣州市、東莞市兩地公安局和交通運輸局通告,從8月16日零時起,全天禁止貨車及40座以上客車通行莞佛高速虎門大橋段(太平立交至坦尾立交),限行結(jié)束時間視大橋維修情況而定。執(zhí)行緊急任務(wù)的軍車、警車、消防車、救護車、工程救險車則不受上述措施的限制。
在前述報道中,虎門大橋公司相關(guān)負責(zé)人介紹稱,由于虎門大橋段長時間處于超負荷運行,導(dǎo)致虎門大橋懸索橋、輔航道橋東引橋、太平大橋、廣濟2號橋、大涌橋及深灣橋等6處橋梁段存在不同程度的病害,經(jīng)相關(guān)交通檢測機構(gòu)綜合檢測與評估,提出了虎門大橋段限制貨車及40座以上客車通行,以確保橋梁的安全暢通和平穩(wěn)運行,也為分步開展病害處置和維修養(yǎng)護提供條件。
廣東省交通運輸廳官網(wǎng)信息顯示,2013年-2016年之間,時任廣東省交通運輸廳副廳長的徐欣曾多次主持召開推進虎門大橋治超優(yōu)化工作會議。
在2016年的一次會議上,徐欣強調(diào),虎門大橋是珠江口連接珠三角東西兩岸的唯一橋梁,戰(zhàn)略地位非常重要。目前,虎門大橋日均車流量巨大,日均斷面車流已超10萬車次,密集的車流特別是非法超限超載車輛的通行,已對虎門大橋的結(jié)構(gòu)物安全構(gòu)成安全隱患,被交通運輸部列入掛牌督辦整改的項目,省政府領(lǐng)導(dǎo)也多次對虎門大橋治超工作作出批示,要求完善治超工作措施。
徐欣表示,2014年廣東省交通運輸廳經(jīng)省政府同意印發(fā)了《虎門大橋治超工作方案》,采取有效措施治理,取得顯著效果。各單位要珍惜來之不易的成績,按照應(yīng)急搶險項目程序特事特辦,查漏補缺,加快推動虎門大橋治超通道優(yōu)化設(shè)施建設(shè),進一步完善虎門大橋治超措施,確保盡快實現(xiàn)違法超限超載車輛“零通過”虎門大橋的目標。
2019年,中新社在一篇題為《廣東虎門大橋嚴重超負荷 實行管制保養(yǎng)》的報道中指出,虎門大橋作為粵港澳大灣區(qū)關(guān)鍵通道,車流量的持續(xù)增長造成這條交通大動脈已不堪重負。
虎門大橋副總工程師張鑫敏在昨日接受媒體采訪時表示,虎門大橋的保養(yǎng)工作在國家規(guī)定的基礎(chǔ)上增加了檢測頻率,比如定檢從三年一次提高到一年一次。
上馬建設(shè)于上世紀90年代建橋熱之時
虎門大橋于1997年6月9日通車,造價為29.4億元。
虎門大橋主航道跨徑888米,飛架珠江口,被譽為當(dāng)時的“中國第一跨”。橋的主纜長16.4公里,新華社將其形象地比喻為,如果將兩根主纜的鋼絲拉成一條鋼繩,足可繞地球一圈。
作為中國第一座大型懸索橋,虎門大橋項目曾獲得多項國內(nèi)頂級獎項,包括詹天佑土木工程大獎、交通部科學(xué)技術(shù)進步獎特等獎等。據(jù)施工單位廣東省長大公路工程有限公司介紹,該工程的首要創(chuàng)新點為:開發(fā)了一套完整的現(xiàn)代懸索橋結(jié)構(gòu)分析程序;通過試驗研究和工程實踐,建立了系統(tǒng)而完整的懸索橋上部構(gòu)造施工監(jiān)測與控制技術(shù)。
1992年10月28日,虎門大橋開始動工。彼時正值中國橋梁建設(shè)的熱潮期,大橋、特大橋在全國范圍內(nèi)快速增加。
交通運輸部原總工程師鳳懋潤回憶道,隨著跨徑423米的上海南浦大橋和跨徑602米的上海楊浦大橋先后在1991年和1993年建設(shè)成功,極大鼓舞了中國的橋梁建設(shè)者,掀起了全國建設(shè)跨越大江大河大跨徑橋梁的熱潮。
1994年,主跨452米的汕頭海灣大橋建成;1997年,跨徑888米的虎門大橋建成;1999年,江陰長江大橋憑借1385米的跨徑打通長江兩岸。
但速度與質(zhì)量的隱憂亦由此埋下。新華社援引交通運輸部相關(guān)負責(zé)人說法,從近年來建成通車的大橋、特大橋來看,造價越來越高,有人工、材料上漲因素,也有橋型選擇追求“長、大、高、特”等因素。反觀橋梁使用壽命,很多橋梁質(zhì)量沒有與工程造價的增長成正比,有些橋梁建成沒多久就出現(xiàn)大修、有些通車幾年就重新進行橋面鋪裝。
虎門大橋也不可避免。通車一年后的1998年11月,虎門大橋開始進行鋪裝全面處治;通車六年后,2003年9月到11月間的60天內(nèi),虎門大橋?qū)?88米懸索橋鋼橋面瀝青層徹底重新鋪裝;2007年9月到2008年3月的半年間再次進行3次短期維修,以修復(fù)受損的瀝青路面。
東南大學(xué)交通學(xué)院黃衛(wèi)教授課題組認為,虎門大橋、江陰長江大橋等90年代建設(shè)的大跨徑橋梁,通車2-3年橋面即大面積破壞,不得不中斷交通重新鋪裝,經(jīng)濟損失巨大,社會影響不良。
橋梁后期養(yǎng)護由此成為重中之重。2019年3月,廣東省交通運輸廳總工程師黃成造帶隊赴東莞等市調(diào)研,要求虎門大橋管養(yǎng)單位要高度重視養(yǎng)護工作,提前謀劃好虎門大橋大修工程相關(guān)工作,同時全面排查項目存在的安全隱患,真正做到安全至上,不斷提高管養(yǎng)水平。
2019年廣東省開始為期2年的橋梁安全專項整治提升行動,曾點名虎門大橋,“加強對交通運輸部要求我省掛牌督辦的橋梁(虎門大橋和三水大橋)的監(jiān)管力度,力爭具備條件后盡早摘牌?!?/p>
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