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TUhjnbcbe - 2020/12/8 5:31:00
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年5月5日,位于广东东莞虎门镇的虎门大桥发生了肉眼可见的上下起伏振动,随后大桥双向车道紧急封闭。由于当时大桥处于维修状态设置了两排水马,专家认为正是水马改变了桥梁的气动外形,当风吹过桥梁时产生了明显涡激振动,从而引起了桥梁较大幅度的振动。拆除水马后,大约20小时后(5日14时-6日12时)大桥振动停止。5月13日专家组经过研判,认为此次振动在桥梁的正常范围之内,没有降低桥梁的承载能力,采取了加装抑流板、内部安装阻尼水箱等措施后,于5月15日9时虎门大桥恢复通车。

图1起伏振动中的虎门大桥

水马是一种用于分割道路形成阻挡的塑制壳体障碍物(如图1中右边红色块状物),上方有孔以注水增重,故称为水马。不可充水的木质或铁质可移动障碍物称为拒马,常见于高速公路、城市道路、及天桥街道、路口等地方。虎门大桥发生大的振动时,桥梁正在维修施工,桥梁的两侧摆了两排很长很长的水马,这就改变了桥梁的气动外形!

“气动外形”这个词主要是对于飞行器而言的,如导弹、飞机、宇宙飞船等等,气动外形是飞行器安全飞行的重要设计指标。以飞机机翼为例,早期的飞机机翼为了便于制作,大多是矩形机翼,这种机翼翼端较宽,飞行中所受的阻力也特别大。

为此,人们又设计出了椭圆形、梯形、后掠式、前掠式、三角形等多种机翼来减少阻力。实际上,机翼设计除了考虑阻力外,还需要考虑升力、风致振动等特性,优良的机翼外形可在获得良好升力的同时,拥有小的阻力以及获得良好风致振动性能。总之一句话,当结构外形不一样时,即便在相同的飞行条件下,所受到的空气动力也不一样。

图2机翼的气动外形发展

桥梁设计中考虑气动外形,就不得不提到年美国因风而毁的塔科马大桥(Ta

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