【虎门大桥异常振动】何谓涡振现象　1940年相同情况曾致美国塌桥

虎门大桥在周二（5日）下午发生异常振动，桥面非常明显地如同波浪一般上下抖动，路牌及栏杆也随之摇晃，乃至当天晚上亦再有“余震”。
专家组解释大桥振动是“涡振”现象，相信原因是大桥桥面正进行维修施工，两旁摆放有1.2米高的水马，使钢箱梁的气动外形被改变，破越断面的流线型，故现时已陆续将水马拆除。

所谓“涡振”现象，据内地传媒引述哈尔滨工业大学深圳校区柳成荫、肖仪清和顾磊等专家学者的解释，其是一种兼有自激振动和强迫振动特性的有限振幅振动。当现场风速达到每秒8米左右时，就会引发涡振。专家学者指，桥梁涡振的有限振幅计算是一个十分重要但又异常困难的问题，目前学界尚未有一套较为完整的分析理论。

涡振现象即是流体动力学中的“卡门涡街”（Kármán vortex street），在自然界中常可遇到。具体而言，在流体中安置阻流体，在特定条件下就会出现不稳定的边界层分离，产生两道非对称地排列的旋涡。其中一侧的旋涡顺时针方向旋转，另一侧的旋涡就逆时针反方向旋转。两排旋涡相互交错排列，同时各个旋涡中间点对齐，如街道两边的街灯般。此种交替的涡流，使阻流体两侧流体的瞬间速度不同，由于速度不同，阻流体两侧受到的瞬间压力也不同，因此使阻流体发生振动。

1940年，在美国华盛顿州的塔科马海峡吊桥（Tacoma Narrows Bridge），由于设计为求美观及节省金钱，使用过轻的物料，造成其发生共振的破坏频率，与卡门涡街接近。吊桥桥面厚度不足，在受到强风的吹袭下引发卡门涡街，使桥身摆动。当卡门涡街的振动频率和吊桥自身的固有频率相同时，结果就导致吊桥剧烈共振并崩塌。

但中国著名桥梁结构专家葛耀君在受访时指出，虎门大桥的异常振动并不会对其刚性结构产生影响，也在安全范围之内。武汉大学土木建筑学院教授方正亦称，悬索桥在设计时会有一个抖动的安全范围，“肉眼可见的上下起伏，也是正常的，只要在一定范围内就不会影响行车安全。”

（综合报道）