二級(jí)注冊(cè)建筑師|橋梁保養(yǎng)十分必要!虎門大橋參建老師如是說

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5月5日虎門大橋異常抖動(dòng)!4月26日武漢鸚鵡洲長江大橋出現(xiàn)波動(dòng)!咱們的橋梁到底怎么了?中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁分會(huì)于5月7日晚組織虎門大橋工程建設(shè)指揮部技術(shù)顧問、北京工業(yè)大學(xué)高征銓教授;曾參加虎門大橋的設(shè)計(jì)、科研工作的西南交通大學(xué)鄭凱鋒教授以及鋼結(jié)構(gòu)橋梁方面的部分權(quán)威老師針對(duì)虎門大橋風(fēng)致激振現(xiàn)象參與專題討論。

參會(huì)老師

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老師們表示橋梁“帶病”工作 急需保養(yǎng)“減壓”，后續(xù)橋梁監(jiān)測(cè)維護(hù)保養(yǎng)十分必要。

要對(duì)大橋做全面檢查、檢測(cè)、處理、評(píng)估和論證

高征銓教授首先講述了虎門大橋的歷史意義，講述自己作為技術(shù)顧問參與虎門大橋建設(shè)的經(jīng)過。他說：虎門大橋是中國第一座大型鋼結(jié)構(gòu)懸索橋，1992年開工，1997年建成通車的，已經(jīng)23年歷史，其主航道跨徑888米，被譽(yù)為“中國第一跨”，橋梁結(jié)構(gòu)與鸚鵡洲長江大橋相似。該橋投資近30億元，是國家重點(diǎn)工程，為粵港澳大灣區(qū)各城市互聯(lián)互通和經(jīng)濟(jì)繁榮發(fā)展發(fā)揮了重要作用。并表示：橋梁的安全，包括抗震和抗風(fēng)都是在設(shè)計(jì)和建造中的關(guān)鍵要素。一般情況下，橋梁有輕微的晃動(dòng)是正常的，但是如果幅度過大就要引起注意。他建議目前要總結(jié)現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)，從全局考慮要經(jīng)過充分調(diào)查和風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)提出科學(xué)解決方案。

西南交通大學(xué)鄭凱鋒教授在會(huì)上表示，虎門懸索橋?qū)儆陂]口截面鋼箱梁，梁體扭轉(zhuǎn)剛度較大，發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的可能性小;同時(shí)梁很寬、橫向彎曲剛度大，不易發(fā)生橫向彎曲振動(dòng);但由于其梁高度較小，豎向彎曲剛度較低，容易發(fā)生豎向彎曲振動(dòng)，此次異常振動(dòng)就是這種情況。要關(guān)注振動(dòng)后對(duì)支座、伸縮縫、梁體等影響的程度，建議管理部門慎重對(duì)待并對(duì)橋梁整體仔細(xì)檢查必要處置，保證安全的前提下，盡快恢復(fù)橋梁通行。中鐵二院集團(tuán)有限公司王應(yīng)良副總工程師也表示：渦振引起大橋發(fā)生豎向彎曲振動(dòng)，未發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和彎扭耦合模態(tài)振動(dòng)，渦振位移引起鋼箱梁應(yīng)力疲勞損傷可以計(jì)算。

湖北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院詹建輝院長談到：虎門、鸚鵡洲兩座橋梁先后出現(xiàn)渦振，認(rèn)同老師的原因判定，管理部門要做好類似工況條件下的類比、印證，雖然判定對(duì)結(jié)構(gòu)安全影響不大，但有必要利用這次機(jī)會(huì)加強(qiáng)橋體及附屬構(gòu)件進(jìn)行檢查、檢測(cè)，保證橋的狀況，不要急于開放交通。協(xié)會(huì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁老師委員會(huì)副主任任自放表示：虎門大橋橫向剛度因橋?qū)拞栴}不大，但采用的鋼板薄，鋼箱梁扁平，整體比較柔，又經(jīng)過20多年超負(fù)荷運(yùn)營，大橋整體的剛度有可能下降，水馬是大橋異常振動(dòng)的誘導(dǎo)因素。要重視橋面豎向彎曲后橋體焊縫的疲勞開裂問題，有必要經(jīng)過檢查、檢測(cè)、反復(fù)論證后，再做通行決定。北京市交通委原主任周正宇也表示贊成對(duì)現(xiàn)在橋梁的狀態(tài)做風(fēng)洞試驗(yàn)，慎重對(duì)待，確保萬無一失。借助這次中斷交通的機(jī)會(huì)，把原來現(xiàn)有的疲勞損壞和現(xiàn)在風(fēng)振后產(chǎn)生的問題一并處理、一次性徹底解決。

上海城建設(shè)計(jì)研究總院橋隧分院鄧瑋琳總工程師和重慶大學(xué)狄謹(jǐn)教授表示：任何事物狀態(tài)的變化都有一個(gè)累積的過程，期待后期能獲取相對(duì)詳盡的數(shù)據(jù)，等到橋梁檢測(cè)動(dòng)力特性數(shù)據(jù)檢測(cè)出來后，做進(jìn)一步分析和總結(jié)。在我國目前大力推廣鋼橋的背景下，鋼橋振動(dòng)問題更應(yīng)關(guān)注。

長沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院院長李傳習(xí)教授跟與會(huì)老師分享了最新的檢測(cè)數(shù)據(jù)：水馬拆除后，最大振幅在橋面1/4跨徑處，最大振幅±27cm,振幅不太大，這種狀態(tài)下，結(jié)構(gòu)雖沒有問題，但還是要注意減少振動(dòng)，振動(dòng)太多還會(huì)引發(fā)疲勞問題。

橋梁“超負(fù)荷”工作 急需保養(yǎng)“減壓”

橋梁是為交通服務(wù)的，在懸索橋規(guī)范里面明確規(guī)定：橋梁的結(jié)構(gòu)體系要有足夠的抗風(fēng)強(qiáng)度、抗風(fēng)剛度和抗風(fēng)穩(wěn)定性。要保證成橋狀態(tài)橋梁的風(fēng)致振動(dòng)，不影響行車安全，結(jié)構(gòu)疲勞和使用舒適性?；㈤T大橋的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為日均8萬車次，1997年建成時(shí)，其日均車流是1.84萬標(biāo)準(zhǔn)車次，到最高日均17萬標(biāo)準(zhǔn)車次，遠(yuǎn)超日均8萬車次的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，飽和度達(dá)2.1。

中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院趙君黎副總工程師曾經(jīng)對(duì)鋼橋面板的疲勞問題做過荷載調(diào)研，鑒于大橋長時(shí)間超強(qiáng)負(fù)荷運(yùn)營，導(dǎo)致梁段和橋面都存在不同程度的損傷和病害，如果從橋梁正常使用極限狀態(tài)以及抗風(fēng)與通行車輛組合的承載能力極限狀態(tài)和橋梁與交通的安全考慮，建議將封橋設(shè)為一種工況考慮，即對(duì)于會(huì)引起橋梁安全和交通安全問題的工況要考慮封橋或許是引發(fā)顫振的大風(fēng)、或許是引發(fā)渦振的中小速度的風(fēng)況。希望交通管理部門能夠及時(shí)準(zhǔn)備相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，有必要時(shí)再修一座大橋或隧道，來減輕既有虎門大橋的壓力，同期開展病害處置和維修養(yǎng)護(hù)，確保橋梁的安全以及交通暢通和平穩(wěn)運(yùn)營。希望業(yè)主能支持橋梁的科研工作，特別是加強(qiáng)對(duì)長期超負(fù)荷服役老橋的監(jiān)測(cè)、試驗(yàn)和研究工作，制定并實(shí)施科學(xué)的養(yǎng)護(hù)與保通方案，保證橋梁安全運(yùn)行、服務(wù)交通和社會(huì)。

橋梁的監(jiān)測(cè)、維護(hù)、保養(yǎng)是重中之重

橋梁監(jiān)測(cè)是所有建筑中最為重要的，但監(jiān)測(cè)系統(tǒng)維護(hù)起來并不容易，一般十年左右軟硬件都需要更新，有些項(xiàng)目并不一定能及時(shí)置換更新。全國工程勘察設(shè)計(jì)大師、天津城建設(shè)計(jì)院董事長、鋼結(jié)構(gòu)橋梁老師委員會(huì)主任韓振勇強(qiáng)調(diào)說，這次的渦激振動(dòng)判斷是非常準(zhǔn)確的，還是在彈性范圍內(nèi)。此次梁體異常振動(dòng)雖然對(duì)橋梁安全沒有實(shí)質(zhì)影響，但是需要重點(diǎn)檢查支座、吊桿和伸縮縫是否局部損傷、梁體個(gè)別鋼板原有少量裂紋是否加劇以及做好附屬構(gòu)件結(jié)構(gòu)影響的安全檢查評(píng)估是十分有必要，因此管理部門本著安全原則及時(shí)臨時(shí)封橋是正確的，同時(shí)梁體異常振動(dòng)也提醒其他橋梁的主管部門，類似于擺放施工隔離帶、改變梁體斷面特點(diǎn)的臨時(shí)措施需要慎重。

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