科技日報2020年5月8日訊“渦振是個（gè）‘怪東西’。其實橋上有車行走，它的渦振（渦激振動）振幅比無車情況還會小些。換句話說，虎門大橋限速通車，也安全。”5月7日，長沙，中國工程院院士陳政（zhèng）清一開口，就讓科技日報記者愣了一下（xià）。

近期，我國大橋似乎有點“飄（piāo）”。4月26日，武漢鸚鵡洲長江大橋橋體發生波浪形晃（huǎng）動。9天後，廣東虎門大橋懸索橋也來了一波類似的（de）“神晃（huǎng）動”，讓大橋“飄（piāo）”上了熱搜。

大橋為啥（shá）如此“飄”，怎樣才能讓橋“淡定”下來？記者就此到訪（fǎng）湖南大學（xué）土木工程學院、風工程試驗研究中心。

大橋“飄”得很安全 為啥人們“瘮得慌”

抖音視頻裏虎門大橋的波動“大片”，著實（shí）讓人瘮得慌。不過，專家均表（biǎo）示，盡管大橋“飄”得明顯，但仍安全。

如何看大（dà）橋的“飄（piāo）動”，陳政清認（rèn）為可分“動（dòng）靜”兩種角度。大橋在（zài）設計時，均會考慮結構承載能力，即大橋滿載時最大下沉幅度。據估算，虎門大橋最大下沉幅度為2米，此次大橋“飄（piāo）”幅0．5米左右。從這一靜力概念（niàn）看，大橋很安全。

如此安全，為啥大（dà）橋渦（wō）振要封橋？這與“動態”指標有關（guān）。

“目前（qián）規範規定的渦振加速度，設計容許最大值為0．1個重力（lì）加速度，高於（yú）這個值的振動，會讓人感到不舒服。此次（cì）振動加速度超過了這個值，人的感受就（jiù）很明顯了。”陳政清揭秘了虎門大橋渦振給（gěi）人的視覺“大片（piàn）感”。不過，他補充，渦（wō）振（zhèn）振幅不大於0．35米時，車輛也能限速通行。

同樣是“振”但風速高（gāo）低有別

讓大家害怕的還有風速問題。無論（lùn）鸚鵡洲橋還是虎門大橋，始作“風”的風速均不大。如此溫柔的風，都能讓大橋“飄”起來，遇上（shàng）台風（fēng）咋辦？

湖南大學土木研究院副（fù）院長華旭剛表示，橋梁渦振從理論上（shàng）不能（néng）消除，隻能通過技術降（jiàng）振。但不等於（yú）風速低能引發渦振的（de）大橋就不能（néng）抵抗（kàng）台風等暴風侵襲，這是兩碼事。對於台（tái）風等高風速產生的“顫振（zhèn）”，橋梁設（shè）計時有周密考量。

不過，關於虎門大橋渦振，尚有幾（jǐ）種猜測。

虎門大橋是上世紀90年代（dài）中期建設的海邊大（dà）跨（kuà）度懸索橋，為箱梁結構，橋麵（miàn）呈流線（xiàn）型，其抗風性能理論上良好，此前也未出現過（guò）明顯渦振。此（cǐ）次出現，或因近期大橋（qiáo）施工，在橋兩側加裝全長段臨時擋板有關。

曆史上（shàng），有個著名的“小（xiǎo）風吹垮大橋”案例，即美國塔科馬海峽大橋在微風中塌陷。“塔科馬海峽大橋橋麵呈（chéng）H型，是最（zuì）不能抵抗渦振（zhèn）的形狀。虎門大橋在施工中全線安裝擋板後，也就從流線型變成了H型，類似塔科馬（mǎ）海峽大（dà）橋橋麵。”陳政（zhèng）清說。

專家還有（yǒu）種猜測，與大橋“阻尼比”有關。通俗說，“阻尼（ní）比”類（lèi）似病毒抗體，代表其抵抗（kàng）大橋振動的能力。阻尼比越小，大橋抗震能力就（jiù）越低。虎門大橋存在25年之（zhī）久，是否有可能（néng）阻尼比變小，影響到抗渦（wō）振（zhèn）能力？

人們都在糾結溫柔的風吹動了（le）堅固的橋。但其實風溫柔與否不是重點（diǎn），吹（chuī）的角度才有技術含量。這個技術（shù）叫“攻角”。“春天為啥好（hǎo）放風箏？因為氣流從下往上形成＆lsquo；攻角＆rsquo；。通常攻角不超過3度，所以風洞試驗是按正（zhèng）負3度進行測（cè）試。如果刮風攻角大於3度（dù），就可能引起振幅高於設計振幅。”陳政清說。

風還是溫柔的風（fēng），隻是今年“攻角”可能更大。換言之，不（bú）是刮風（fēng）就會渦振。要（yào）引起渦振的條件頗苛刻：如（rú）風向基本和（hé）橋麵正交（jiāo），形（xíng）成“正攻角”；風要“平穩”，紊流度小，而非風速忽高忽（hū）低。

大跨度橋梁越來越多渦振 “中國問題”要重視

“我們的抗風規範，主要針對跨度200米以內的橋梁設計。跨度小（xiǎo）的橋梁不存（cún）在明顯渦振問題。但大跨度橋梁，特別是懸索橋及連續梁橋，都易遇渦振問（wèn）題（tí），因（yīn）此通常采用（yòng）風洞試驗測試。”陳政清說。

全（quán）球（qiú）自上世紀90年代起，就發生過多個大跨（kuà）度懸浮橋的（de）渦振。緣何（hé）今日存在這類渦振？陳政清認為，麵對（duì）大跨度橋梁高階模態渦激共振，存在一個亟須解決的“中國問題”，即抗風規範應進一（yī）步完善，考慮大跨度橋（qiáo）梁的（de）多階渦振可能性。

“渦振（zhèn）受風和橋梁自身結構影響。風不能人為控製，但我們能從橋（qiáo）梁上想辦法。”陳政（zhèng）清（qīng）說（shuō）。

辦法主要有兩種：加大阻尼比，或改變橋梁（liáng）氣動（dòng）形狀。國外內大量調查研究表明，多數橋梁實際阻尼比低於規範阻尼比。因此可借助增加阻尼器來增大橋（qiáo）梁（liáng）阻尼比。如湖南大學研究團隊考量橋梁阻尼（ní）器“長壽”因素，發明的電渦流（liú）阻尼器，能將震動轉為電力消耗掉，變相增大阻尼比。同時，在對大跨度橋梁進行（háng）風洞試驗（yàn）時，適度調低測試阻尼比。

橋梁結構也很重要。湖南杭瑞高速動力穀大橋、矮寨橋等大跨度橋梁，均采用桁架橋結構，抗渦振能力更強。不過，對已成型（xíng）的橋梁，進（jìn）行氣動外形改良也（yě）是研究（jiū）熱點。這些（xiē）研究包括（kuò）橋位風（fēng）環（huán）境數值模擬、大橋動力特性（xìng）識別、健康監測（cè）係統升級及渦振大數據分析、大比例（lì）節段模型風洞試驗及減振措施、風—車—橋耦合振動分析等。