五一假期的最后一天被異常抖動的虎門大橋刷了屏。5日有人拍到虎門大橋異常抖動，橋梁管理部門隨即封閉大橋進行檢測。而6日凌晨發(fā)現(xiàn)虎門大橋仍有輕微抖動。
What？什么情況？鋼筋鐵骨的東西還會抖？這橋很危險吧？一時間大家的腦子里跳出了無數(shù)個問號，有個別思想陰暗者還拋出了“這橋怕不是又一個豆腐渣工程”的疑問。
您先別急著下結(jié)論。經(jīng)過橋梁專家的連夜研判，最終確定虎門大橋異常抖動的原因是“渦振現(xiàn)象”。渦振會造成橋梁抖動，但橋梁主結(jié)構(gòu)并沒受損，對橋梁的結(jié)構(gòu)也沒影響。
還別說，大橋抖動這事兒，還確實是經(jīng)常發(fā)生的。你是不太關(guān)注新聞吧，其實前些天武漢鸚鵡洲長江大橋就抖過。不信？看下邊的動圖就是鸚鵡洲大橋抖動的情況。
不過鸚鵡洲大橋的抖動原因是“共振”，和虎門大橋的原因還不太一樣。太專業(yè)的解釋估計你也懶得聽，我也懶得講?？傊?，橋梁震動確實是正常情況。
你怕是沒見過，老外的橋抖的比咱還厲害。美國的塔科馬海峽大橋、日本的東京灣大橋、俄羅斯的伏爾加大橋都有過抖動的情況。非得我拿出證據(jù)你才信是吧？那戳下邊的視頻吧：
視頻加載中...
其實大橋抖動真的是很常見的情況。你想想，那么長的橋，下邊流著水上邊吹著風，還是用斜拉索拉著的，就算是鋼筋鐵骨，怎么可能一動不動呢。
大橋抖動的原因很多是因為流體力學上所說的“渦激振動”現(xiàn)象。所謂渦激振動，是指在一定條件下的穩(wěn)定來流繞過規(guī)則物體時，物體兩側(cè)會周期性地產(chǎn)生脫離其表面的渦旋，也就是所謂的邊界層脫離，這種流體與物體相互作用的現(xiàn)象被稱作“渦激振動”。
好吧，那我舉個簡單的例子：你找根竹竿把它插到溪水里，溪水流過竹竿之后就會產(chǎn)生旋渦，而竹竿也會發(fā)生晃動。竹竿越高，晃動得就越厲害。
上邊的例子里，如果你把竹竿想象成大橋，把水流想象成吹過大橋的風，就可以明白為啥大橋會抖動了。
大概可以這么簡單的理解，但真實原理可不是風吹的這么簡單。另外，大橋的抖動還有一種是鸚鵡洲大橋那樣的共振原因。
用物理學上的解釋來說，共振是指一個物理系統(tǒng)在必須特定頻率下，相比其他頻率以更大的振幅做振動的情形，而這些特定頻率稱之為共振頻率。
好吧，我們再來舉個簡單的例子：有一根繩子在正?；蝿樱ㄈ缦聢D第一種情況）。
你用手握住繩子亂晃，晃動頻率和繩子頻率不一樣的時候，繩子晃動可能就會變輕（振幅變小），就是圖中的第二種情況。
而如果你手的晃動頻率和繩子頻率一致的時候，繩子的晃動的就會變劇烈（振幅變大），就是圖中的第三種情況。
把繩子想象成大橋，把你的手想象成吹過大橋的風，就可以理解橋和風的頻率一致時導致大橋抖動變劇烈的原因了。這就是共振導致大橋抖動的情況。
我們上面提到的塔科馬海峽大橋就是因為類似原因垮塌了。這座橋于1940年7月1日通車，之后只要有輕度或中度的風就會使該橋來回擺動，因此被稱為“舞動的格蒂”。1940年11月7日，大橋轟然垮塌。
航天工程學家馮·卡門通過研究發(fā)現(xiàn)了以其名字命名的“卡門渦街”現(xiàn)象，而該現(xiàn)象也正是塔科馬海峽大橋垮塌的真正元兇。從此人類才真正意識到“卡門渦街”在橋梁設(shè)計上的重要影響，此后設(shè)計的橋梁都會規(guī)避此類問題。
所以，請相信科學，虎門大橋抖動的真正原因是“渦激振動”。而這種情況在大橋設(shè)計時已經(jīng)考慮到了，這樣的抖動是正?，F(xiàn)象，不會影響大橋的安全性。
