虎門大橋抖動,專家忽悠百姓,橋樑到底會不會坍塌
虎門大橋抖動,一些中國橋樑專家急於出來忽悠百姓。
大家關心的是橋樑到底會不會坍塌。
新聞上都說虎門大橋抖動,中國一些橋樑專家出來說橋樑結構沒有問題,就是被風吹了有些抖動,至於真正的原因,目前還是沒有結論。
因為新冠宅家,大家只能夠網上交流,為這事情我討教了移民美國的一位中國橋樑工程師。
我們就稱呼他為周先生吧。
這位工程師在中國設計過許多橋樑,應該是專家了,但是他再三強調他不是專家,他說做人要低調,而且中國現在的一些專家為名為利,已經不受人歡迎。
他說你可能不了解橋樑的許多事情,我用最簡單和實際的例子來告訴你,虎門大橋抖動可能是怎麼回事。
至於中國一些專家,到目前為止的所有說明,他認為都是忽悠老百姓。
他說,現在中國的橋樑,對有些人來說,交通和安全並不是第一位,賺錢是根本利益。
虎門大橋抖動,只要不坍塌,忽悠一下就要繼續運行,這關係到外企控股的運營公司一天賺300萬的大事。
2019年,外企控股的運營公司年報凈利潤為159504.30萬港元,相當於14億人民幣的凈利潤。
他說,斜拉橋,或者叫索拉橋,梁、索、塔為主要承重構件,利用索塔上伸出的若干斜拉索在梁跨內增加了彈性支承,減小了梁內彎矩而增大了跨徑。受力特點為外荷載從梁傳遞到索,再到索塔。主要材料為預應力鋼索、混凝土、鋼材。適宜於中等或大型橋樑。
斜拉橋的優點是,梁體尺寸較小,使橋樑的跨越能力增大;受橋下凈空和橋面標高的限制小;抗風穩定性優於懸索橋,且不需要集中錨錠構造;便於無支架施工。
斜拉橋的缺點是,計算複雜,索與梁或塔的連接構造比較複雜,施工中高空作業較多,且技術要求嚴格。
索與梁或塔的連接構造比較複雜,且技術要求嚴格,所以許多斜拉橋由於建造時的高速度,甚至設計上的不完善,往往會產生問題。
我們先說風的事情。
在發明斜拉橋之前,所有的橋都有非常多的橋墩,而這種橋只需要有兩個或三個橋墩就可以了,相對來說自重更輕、更纖細優雅,因此跨度自然也能做得更大。
但是它面臨一個劣勢,老式的橋雖然說橋墩比較多,跨度比較小,卻只需要考慮橋的載重問題,而這種新型的弔橋不僅要面臨載重的問題,還需要考慮到側風對於橋樑的影響。
因為支撐橋面的只有一捆捆鋼索,而橋面本身是懸空的,所以我們可以把橋面考慮成飛機的機翼,風在吹過的時候,不僅僅有可能會產生渦流,有些時候甚至會產生升力。
歷史上導致美國塔科馬大橋坍塌的「罪魁禍首」,則是大橋兩邊的實心鋼板和橫截面一起形成的H型結構。
美國塔科馬大橋的設計者,當時著名的工程師Leon Moisseiff,在做設計方案的時候,自信可以把懸索橋設計的更加纖細優雅,同時把成本降到最低,就把原本7.6米的桁架梁換成了2.4米的普通鋼樑。
然而,這卻使得橋身無法產生足夠的剛度,抵抗形變的能力也因此大大減小。
不僅如此,在換成了普通的鋼樑之後,風就只能從橋的上下兩面通過,不能從原本採用的桁架梁中自由穿行。
現在像虎門大橋這種大橋一般都屬於韌度非常好的鋼結構構成的,採用的桁架梁中,能夠自由穿行的風一般不會產生渦流,那一點點升力對於橋來說並不會有影響。
虎門大橋的專家說,導致這次虎門大橋隨風波動的「罪魁禍首」,就是近期施工時擺放在橋面的水馬。說,在這次事故中,水馬改變了大橋的共振特性,當一定速度的風吹過,風不大不小,剛剛好共振就產生了。說,共振越強,大橋擺動扭曲的幅度便會越大,幸虧橋管人員及時拆卸了水馬,沒有釀成橋毀人亡的事故。
應該說虎門大橋有韌度非常好的鋼結構構成,採用的桁架梁中,能夠自由穿行的風一般不會產生渦流。
什麼鋼結構。那是幾萬噸的鋼結構,是十幾米高的鋼結構。採用的桁架梁中,為風有專門設計,一般不會產生渦流。
所謂的水馬,那是半人高的小東西,它放在幾萬噸的、十幾米高的鋼結構上,會產生這麼大的影響嗎。那麼在橋樑上的成千的大型車輛怎麼沒有這樣的作用,大型車輛比不上小小的水馬嗎。
如果這理論能夠說成真的,那麼,有人可以說,放在馬路上的廢物箱,可能引起龍捲風。
有橋樑研究專家出來解釋道:當前虎門大橋正在修吊杆和主纜,橋樑兩邊為防止車撞放置了臨時擋牆,也就是俗話說的水馬,水馬改變了橋樑外形,原來橋樑結構是非常流線型的,加了水馬就變得非常鈍體了,所以容易引起渦振。
這專家信誓旦旦地解釋了,橋面晃動與施工設置的水馬有關。然而水馬撤走2小時后,這座大橋又持續出現上下起伏晃動的現象,專家尷尬回應稱「原因不明」,需進一步勘察。
是胡扯了吧,是在忽悠老百姓吧。
對此,這專家在接受媒體採訪時尷尬承認,第二次渦振與水馬無關,甚至可能和氣動外形也無關。他表示,目前已安排儀器對大橋收集觀測數據,有專家組正在進行調查。
虎門大橋大修辦公室副總工程師張鑫敏則告訴媒體,橋面的水馬清理掉之後,大橋的振幅亦已減少許多,之所以後來仍有振動,「可能是慣性的原因,需要時間慢慢消除」。
小學生也知道,汽車突然停下來,汽車上的人會向前衝動,這叫慣性。如果說汽車已經停了幾分鐘,汽車上的人還會向前沖,說這是慣性,你相信嗎。
雖然虎門大橋已停止振動,但隨著這次振動而來的輿論卻未停止。
截至目前,沒有找到「大橋為何動起來」的真正原因,如何才能拿出可靠可行的辦法讓大橋長期「穩」下來,才是重中之。
周先生說,現在我來說說這橋樑抖動的可能原因。
他說,我只要說二個生活中的例子,你們就明白了。
第一是小朋友的跳長繩。二個小朋友站在二端,手拉繩,不說揮動,一個手稍微動一動,繩子就抖動了。手抖一公分,繩子可能抖十公分。
第二個是拔河運動,二邊的人用力在繩子上,如果力是平衡的,繩子中間作為標記,掛的紅繩子就紋絲不動,如果力的大小有點變化,繩子可能還沒有向左右動,但是中間的紅繩子已經在抖動。
虎門大橋的抖動應該就是這二個道理。
這是塔和斜拉鋼索的關係之間的數據的變化的結果。
什麼原因可以造成抖動,可以是風,可以是地震,可以是超負載原因。關鍵是塔的設計和施工。尤其是,為了趕速度,在塔的沉箱作業上是否全部符合規格,如有馬虎就是原因了。
怎麼辦。
周先生說,百年大計應該是在塔的斜拉索的反方向增加鋼拉索。
如果要這樣做,從設計到施工,工程可不小,管理公司肯嗎。
說到坍塌,周先生說像美國塔科馬大橋的坍塌,那是不可能的。
但是由於抖動產生部分箱體分離脫落就不是不可能的了。