虎门大桥设计参与者：应马上通车，车流有助于消除涡振

虎门大桥振动事件的发生，引起了各界对桥梁更多的关注。目前，虎门大桥引起涡振的主要原因已经确认，是维修桥梁时放置水马所致。但这并不能完全解释人们心中的疑惑。引起大桥继续振动的因素还有哪些？本是维修桥梁为什么成了“危害”桥梁？虎门大桥还能通车吗？别的特大桥是否存在同样的隐患？

据出行一客记者独家获悉，5月9日晚间，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，体现桥梁抗振设计的重要参数阻尼已经低于国标。

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、当年虎门大桥主桥风洞试验的参与者宋锦忠5月9日在接受出行一客记者电话专访时表示，根据检测结果显示，桥梁的刚度没有小。阻尼从设计时的国标规范0.005降至0.001，这代表大桥的抗振能力降低了。

宋锦忠补充称，测试结果显示，振幅也很小，本质不影响桥梁安全。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。”他进一步解释道，车辆的高度远远超过0.9米高的水马，车流会破坏形成涡振的条件，如果车多了，桥重了，断面外形变了，桥就不振了。作为一条双向6车道的大桥，40多辆测试车远远不够。

“这背后，是我们在桥梁抗风、抗地震的这种知识普及上不够。”宋锦忠强调，大桥在维修前，应该请专业机构和专家来论证把关再大修。目前来看，这一点做得不到位。

国内的特大桥、大桥很多，宋锦忠呼吁应该加强特大桥的监管维护，“从建设方、设计、施工、监理、科研、维保管理，各方面都要达到一定的水准，做到全寿命服务。”

出行一客：在撤除水马后，为何桥面还在涡振，是否还存在其他影响因素？未来还会发生类似的情况吗？

宋锦忠：水马是主要因素，撤除后桥面恢复了原状，也就逐渐静下来了。至于为何还有涡振，这就要看维修、保养本身，是否对大桥的抗振性能造成了改变。具体要关注两点，第一点是，桥梁换了新的构件以后，它的性能、刚度有没有变。我们估算了涡振时它的振动频率，初步证明结构刚度没有变。第二点是，要了解桥面本身抗振动能力有无变化，这里的另一个关键指标是阻尼：一方面，更换了吊杆，它与主缆、主梁彼此之间的连接也发生了变化；另一方面，桥面的铺装也更换了好几次，那么桥面铺装和钢梁的粘结性能也有了变化。还有支座的工作状态是否正常，这都会导致全面抗振能力的变化。

出行一客：目前对桥面抗振能力的检测结果如何？

宋锦忠：根据检测结果显示，桥梁的刚度没有小。阻尼从设计时的国标规范0.005降至0.001，这代表大桥的抗振能力降低了。

出行一客：您怎么看这样的检测结果？

宋锦忠：从逻辑上看，符合我如上所说，就是桥多次翻修后带来的影响，但整体来看桥依然是安全的，阻尼的变化可以通过相应的处置措施来弥补。同时，我呼吁现有的桥梁抗振国标应该显著提高，毕竟现在技术进步了，应该让参数更加严格，从而提升桥梁的舒适度和安全度。

出行一客：通常会采取哪些对策？

宋锦忠：可以在桥的断面上增加一些设计。就像飞机上的坑坑洼洼的点一样，就是为了避免飞行中带来的涡振，这也是我们桥梁抗振的经验由来。我们可以通过风洞试验一系列测试，然后对桥面做出相应的设计，专业术语叫“气动措施”，这样就能消除涡振。

出行一客：这次涡振发生在虎门大桥大修期间，您怎么看待将涡振归因于设置水马这一结论？

宋锦忠：桥梁大修很正常，23年之前的斜拉桥、悬索桥受制于当时的设计、科研、施工、监理和管理的水平以及建材好坏等等，和现在相比，确实有不小的提高空间，可以理解，大修是我们应付的学费。

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。

出行一客：这符合管理养护手册的要求吗？

宋锦忠：这样的操作在中小桥上常见的。一般施工方，碰上小的简支梁桥、拱桥，都是这么干的，重心放在行车安全上，而不是桥的安全和稳定。事实上，本应该由专业机构、专家来论证把关，然后再来大修。目前来看，这一点做得不到位。这背后，还是我们桥梁抗风、抗地震的这种知识普及不够。这几天我看电视，甚至维护、管理单位的有关人员，在电视里的讲话也不够专业。这也怪我们，作为教育、科研单位，我们本是有责任去普及这些东西。

出行一客：在还可能存在振动的情况下，虎门大桥目前可以通车吗？

宋锦忠：虽然还没最后解决问题，但是我可以告诉你，这个桥就是现在应该马上通车。桥没有安全问题，没有稳定问题，只有舒适度的问题和疲劳问题（长期来看）。就是5月5日及6日这样的振动，车子行驶也没关系。车辆的高度远远的超过水马，就会破坏形成涡振的条件。现在没有水马，车开上桥面有了载重，不满足形成涡振的条件，说不定桥就不振了。

出行一客：也就是说，桥本身是安全的。但公众对安全这一话题有所疑惑，比如桥面振动，是否会引起驾驶人紧张造成安全事故？

宋锦忠：这是对个人的心理影响。但水马没了，车多了，桥不振了，也就不用担心这个问题了。我觉得之前有些过度谨慎了，被临时封禁的水路，昨晚才刚刚恢复，这蛮奇怪的。从专业的角度来看，振动是不可能完全避免的，哪怕是海浪打到桥墩上，也会把力传导到桥面，引发振动，问题的关键是振得大还是小。

出行一客：国内的特大桥、大桥很多，我们承担不起他们出事故的后果。此前一位桥梁工程师曾对我表示，能暴露出问题是件好事，因为能促进技术升级变革。但像这次水马致涡振是个诡异的低级错误，这体现出的是维护不当、专业知识不足的深层次问题。

宋锦忠：我跟你讲两个我自己的体会，我曾经去检测过一些桥，有座桥底下的一个支座不在了，但它的维护单位不知道。你能想象吗？另一个是我负责研究的一个桥，广东南海一座独塔斜拉桥。十几年前，水面上的运输船超载，发大水的时候把这个桥的引桥撞断五跨。后来发现是因为本来应该在主航道行驶的船跑到了副航道上，加上船只本身超载。引桥撞断了以后主桥的交通还在运行，然后小汽车就自由落体，一个一个往南海里面跳，后果可想而知。

出行一客：这就是各环节缺位造成的系统性问题了。现在来看，不光是技术要提高、监管要到位的问题，其实是整个桥梁，尤其是这种大型的桥梁建设，应该更全面的进行升级换代。

宋锦忠：南海某大桥事件，我觉得在整个管理环节上都出现了系统性问题。只有从建设方、设计、施工、监理、科研、维保，各方面都要达到一定的水准，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。

出行一客：全寿命管理是指什么？

宋锦忠：设计方不仅要负责桥梁设计，还要告诉管养单位啥时候换索、更换支座等等，要把桥梁100到150年生命周期里，所有环节都做出设计，并且要承担设计责任。这源自于我的导师——中国工程院院士、桥梁结构抗震专家范立础先生，他生前一直在推行这一理念，我耳濡目染深以为然。

出行一客：这个理念很好，因为设计方对桥梁最知根知底，最合适给出建议。但感觉推行很难，因为这代表他要为建议成效担责。如果按照标准操作，出了问题，追责会变得更复杂。

宋锦忠：确实如此。所以这一理念推行不易，国际上尚无推行先例，但这是正确的事。

出行一客：由此看来，社会各界应该庆幸虎门大桥无碍，但又应该把握公众对热点的关切，趁热打铁普及常识、促进交通事业的建设和发展？

宋锦忠：是的。很多事情可以从一点一滴做起。我就主张桥梁系的老师们利用寒暑假，去幼儿园、小学、中学给孩子们普及桥梁知识，让他们从小认识桥梁。这背后有很多故事，有的还有时代意义。

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责编 | 杨佩谦

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