虎门大桥涡振事件调查：系水马诱发，与主缆腐蚀更换构件无关

　　5月5日下午2时许，广东东莞虎门大桥悬索桥桥面出现抖动情况，影响车辆正常通行。随后，当地交警采取交通管制措施，对悬索桥双向交通全封闭。

　　5月6日，广东省交通集团官方微信公众号称，广东省交通运输厅、省交通集团连夜组织国内12位知名桥梁专家召开专题视频会议进行了研判。专家组初步判断，虎门大桥悬索桥振动主要原因：由于沿桥跨边护栏连续设置水马，改变了钢箱梁的气动外形，在特定风环境条件下，产生桥梁涡振现象。

　　专家组研判结果公布后，依然未能解除民众疑惑：虎门大桥为何要大修？大桥涡振是否与主缆损耗、吊索断裂有关？更换构件是否损坏大桥原本性能？大桥究竟何时能通车？……诸多问题引发网友热议。

　　5月10日，虎门大桥钢梁的设计者之一、西南交通大学土木工程学院教授郑凯锋告诉上游新闻（报料微信号：shangyounews），虎门大桥是安全的，公众无需紧张和恐慌。虎门大桥从1997年6月通车至今近23年，期间经历多次强台风，都没有异常振动，证明桥梁能够安全抗击大风。此次涡振没有实质性影响桥梁安全，他建议在检查和必要处置后尽快恢复交通。

　　同日，中国工程院院士，湖南大学土木工程学院教授、博士生导师，湖南大学风工程试验研究中心主任陈政清向上游新闻表示，虎门大桥作为中国最早的悬索桥之一，从设计上说是没有问题的。此次涡振对于大桥整体来说没有太大影响，后续经修缮、保养依然可以维护大桥性能。

　　5月11日9时许，中国交通报官方微博“交通发布”公布了虎门大桥涡振原因：据专家分析，水马是涡振诱因，虎门大桥结构安全，相关抑振措施正在研究实施中。

　　5月9日，虎门大桥涡振之后已被关闭，相关部门正在对大桥进行全面检修。 航拍/上游新闻记者 王敏

　　超负荷：虎门大桥交通拥堵是常态

　　对于珠江口东西两岸的城市群，虎门大桥的重要作用不言而喻。

　　虎门大桥于1992年10月28日动工建设，1997年6月9日建成通车；全长4588米，双向6车道，日均饱和标准车流量为8万辆，主孔通航净高60米，桥下可双向通行5万吨海轮。

　　作为首座跨越珠江口东西两岸的大型桥梁，虎门大桥不仅支撑了珠三角经济的快速发展，并引领了中国桥梁建造史上的技术创新。拥有18项国内或国际先进水平工程技术和工艺的虎门大桥，一度代表着二十世纪中国桥梁建设的最高成就。

　　另外，虎门大桥主桥为跨径888米的钢箱梁悬索桥，为中国第一座大规模大跨度的现代悬索桥，在当时被称为“中国第一跨”；辅航道桥为主跨270米的预应力混凝土连续刚构桥，是当时同类型桥梁世界之最，被誉为“世界刚构第一桥”。

　　虎门大桥投入使用后，成为莞佛高速公路重要组成部分。虎门大桥段作为珠江口核心区域的一条重要的过江通道，是广东省高速公路网“十二纵七横”中第五横通道中的莞佛高速过江段。

　　广东省交通运输厅于2019年4月公布资料显示，截至2018年底，连接珠江口东西两岸的公路跨江通道中建成通车的有珠江黄埔大桥、虎门大桥、港珠澳大桥等3条桥。

　　作为珠江口东西两岸城市的跨江大桥，投入使用后的虎门大桥在二十年余间的日均行车状况，交通负荷大，交通拥堵成为常态。

　　郑凯锋告诉上游新闻记者，虎门大桥原来设计交通量是日均8万车次，前些年交通量非常大，有时日均超过15万车次，有小段时间还有超载车辆。2019年4月南沙大桥(即虎门二桥)通车后已经分流的不少车流，特别是重车。

　　据2019年3月8日中新网报道，虎门大桥车流量饱和值超1倍，需检测“保养”，限行核定载10吨以上货车。多位业内人士告诉记者，超负荷、拥堵成常态，给虎门大桥的性能造成一定损耗，对大桥进行定期修缮也是正常操作。

　　网传“虎门大桥发生异常抖动的检测结果”，实际上是2019年11月《莞佛高速虎门大桥段大修改造工程方案设计汇报》。该文件显示，虎门大桥有吊索钢绳断裂，还有主缆开缆检查腐蚀较严重。图片来源/网页截屏

　　检验报告：虎门大桥主缆腐蚀较严重

　　2019年下半年，虎门大桥大修计划被提上议程。

　　上游新闻记者获得的一份据称是中交公路规划设计院有限公司于2019年11月作出的《莞佛高速虎门大桥段大修改造工程方案设计汇报》（简称报告）显示，该报告囊括虎门大桥工程概况、交通量分析与预测、技术标准、建设条件、桥梁方案、问题与建议。

　　报告称，由于长期超负荷运营，造成虎门大桥主、引桥病害严重，部分结构需更换。以往局部加固效果的持续性较差，在重交通作用下，结构进一步劣化，难以从根本上解决结构病害问题，因此本次对病害严重的桥梁提出结构大修方案。

　　报告显示，国家道路及桥梁质量监督检验中心《虎门大桥悬索桥检验报告》（2018年3月）指出：虎门大桥悬索桥技术状况评定为3类桥，处于“有中等缺损，尚能维持正常使用功能”。《莞佛高速虎门大桥悬索桥钢箱梁专项检查报告》（2018年3月） 指出：“目前虎门大桥悬索桥钢箱梁抗疲劳性能，不能满足剩余设计使用年限的需求。”

　　此外，悬索桥主缆开缆检查发现：1.中跨跨中位置附近主缆顶、底面腐蚀较严重；2.入东锚口处位置附近主缆两侧腐蚀较严重。中跨和入东锚口处主缆位置均有3-4层腐蚀较严重的钢丝，继续往主缆中心腐蚀较轻。吊索上游侧38号吊索钢丝绳断裂，发生于钢箱梁内侧锚头处，旧索从内而外发生锈蚀。已拆除吊索又发现多根出现锈蚀。

　　5月11日12时许，上游新闻记者欲就上述报告的真实性，多次联系中交公路规划设计院有限公司，其多个部门的办公电话均无人接听。

　　根据网传“虎门大桥发生异常抖动的检测结果”，有人据此认定虎门大桥异常抖动与吊索钢绳断裂、主缆腐蚀较严重有关。图片来源/网页截屏

　　专家认为：大桥病害与涡振无直接关系

　　目前，这份报告部分内容流传于网络，不少网友质疑悬索桥主缆损耗和吊索钢丝绳断裂，是否为导致大桥涡振的原因之一？

　　郑凯锋对此进行了否认，他称两者间没有直接关系，大桥涡振由主要由水马诱发。

　　郑凯锋介绍，桥梁进行维修时，在护栏内侧摆放隔离带，俗称水马。 摆放隔离带是考虑施工安全，但这种隔离带会影响气流的通透性。风导致桥梁振动是相对复杂的空气动力学问题，世界多座桥梁都出现过。通俗一点说，遇到特定的中等风(非台风和强台风)，在局部形成风的漩涡，由漩涡力诱发的梁体振动；当天虎门大桥撤除了隔离带，振动逐步就减缓。

　　5月9日，同济大学土木工程学院土木工程防灾国家重点实验室教授、原同济大学风洞试验室主任、虎门大桥主桥风洞试验的参与者宋锦忠在接受《财经》采访时表示，由于维修更换吊索时，桥面还在正常通车，施工方担心作业时过往车辆碰到吊索和维修人员，特地设立了两面水马挡墙，这就把桥的断面外形全部破坏掉了，涡振就可能马上出现。恰巧，当时空气中的风均匀地吹过来，形成了稳定的层流，吹拂到断面上，赶上特殊的夹角，就在主梁断面的下游形成了有规则的运动旋涡，它的振动频率和结构的某个频率一致进而导致涡激共振。

　　也有人质疑，虎门大桥在检修过程中换置吊索等材料，改变了大桥原本的性能，最终造成涡振。

　　郑凯锋告诉上游新闻记者，由水马诱发的涡振与替换构件没有关系。虎门大桥这次维修是更换吊索；简单说，就是用新的替换原有旧的，目的是为了保持桥梁原来的性能。涡振之后，虎门大桥仍然可以继续维修，只是不能采用原来的水马隔离带，必须用通透性好的隔离带。

　　5月9日，虎门大桥涡振之后已被关闭，相关部门正在对大桥进行全面检修。 摄影/上游新闻记者 王敏

　　做好服务：悬索桥能运行100年

　　在大跨度的桥梁设计中，在目前看来较为安全的悬索桥是设计师的重要选择之一

　　中国工程院院士陈政清告诉上游新闻记者，一般来说，桥梁的设计寿命为100年，一些重点项目的设计寿命会更长。如何充分利用悬索桥设计寿命，是国内外桥梁设计师在不断探讨的问题。

　　1937年完工并投入使用的美国金门大桥，如今已经有83年历史；布鲁克林大桥于1883年通车，如今已有137年历史。陈政清称，悬索桥维持100年的使用寿命并不是不可能。

　　陈政清表示，中国在20世纪90年代开始兴建悬索桥，虎门大桥作为中国最早的悬索桥之一，从最初设计上是没有问题的。此次涡振对于大桥整体来说没有太大影响，后续进行修缮、保养依然可以维护桥的性能。

　　陈政清认为，桥梁构件在使用中出现老化、性能变差是正常情况，只要及时维修、护养等，桥梁就不会有大问题。比如吊索钢丝绳断裂，那就更换索吊；主缆锈蚀，就加强主缆除湿、除锈等。如今在中外诸多悬索桥维修过程中使用的更替材料，相对最初桥梁使用的原材料，应该更加先进和优质，也会让桥梁的性能变得更好。

　　宋锦忠对媒体称，只有从建设方、设计、施工、监理、科研、维保等各方面达到一定的水准，做到全寿命服务，才能让一座桥在100年至150年的服役期里面，正常地运营、服务大众。

　　虎门大桥经历涡振之后何时通车，也是公众关切的方向之一。

　　5月9日晚，上游新闻记者在现场通过航拍观察到，虎门大桥仍在进行车辆荷载试验。

　　宋锦忠接受媒体采访时称，5月9日晚，虎门大桥进行了40余辆车的荷载试验，结果发现桥面仍存在一定的涡振现象。同时经过检测发现，桥梁的刚度没有问题，但体现桥梁抗振设计的重要参数已经低于国标。阻尼从设计时的国标规范0.05降至0.01，这代表大桥的抗振能力降低了。测试结果还显示，振幅很小，本质上不影响桥梁安全；建议虎门大桥应该马上通车，“桥没有安全问题，没有稳定问题，只有舒适度的问题。”

　　郑凯锋告诉上游新闻记者，虎门大桥是安全的，公众无需紧张和恐慌。虎门大桥从1997年6月通车至今近23年，期间经历多次强台风，都没有异常振动，证明桥梁能够安全抗击大风。此次涡振没有实质性影响桥梁安全，但需要重点检查梁端4个竖向支座、两个抗风支座和伸缩缝是否局部损伤、梁体个别钢板原有少量裂纹是否加剧等。他建议在检查和必要处置后尽快恢复交通。

　　上游新闻记者 王敏 发自广东东莞