张晓利 赵敏

摘 要：以我国虎门大桥出现桥梁涡振现象为例，列举了桥梁风致振动成因和振动类型，针对虎门大桥的风振问题进行功能分析，并对世界范围内桥梁风致振动案例进行解析，从而提出桥梁风致振动U-TRIZ解决方案。

关键词：悬索桥;风致振动;桥梁涡振

中图法分类号：U441.3;U448.25      文獻标志码：A        DOI：10.19679/j.cnki.cjjsjj.2021.0308

2020年5月5日下午，我国虎门大桥出现桥梁涡振现象，当日风力5至6级，最高达到6级（6级风速为10.8～13.8m/s）。直至6日凌晨，虎门大桥仍有肉眼可见的轻微振动。12日，专家权威发布大桥振动原因，并表示关键桥梁构件未发生异常，桥梁结构总体安全。16日，虎门大桥恢复通航。虎门大桥是连接广州市南沙区与东莞市虎门镇的跨海大桥，为珠江三角洲地区环线高速公路重要组成部分，于1997年建成通车，防撞等级为30MN，防震等级为7级，防台等级为61m/s，车流量大，常处于饱和状态。

1  桥梁风致振动成因和振动类型

此次虎门大桥的振动是由于风致引起。为了避开超深水基础的施工困难和满足超大型船舶的通航要求，同时考虑施工和造价问题，国内外大力兴建大跨径钢构桥，桥梁结构向着跨度更大、更柔性的方向发展。如表1所示。

表1    国内外大跨径桥梁

更大跨度、更加柔性的桥梁结构会使桥梁周围空气绕流对称性的破缺更容易诱发桥梁振动。仅从1818年到19世纪末，世界上由风引起的桥梁振动已至少毁坏了十多座悬索桥。2010年5月，俄罗斯伏尔加河大桥发生离奇晃动，桥面呈浪型翻滚，出现较为明显的左右晃动，另外法国的Brotonne桥、丹麦的Faro桥、日本的名港西桥以及我国的上海杨浦大桥、武汉长江二桥、南京长江二桥的拉索均发生过振幅很大的风致振动。……