虎门大桥颤动！堆物改变主梁气动外形？回顾一下塔科马大桥垮塌神级分析！
来源：土木吧，北京日报、南方日报、广东交警、深圳晚报、人民日报客户端，筑龙路桥设计、网络
据人民日报客户端消息，截至发稿时，事发桥面已经停止抖动。而据专家初步分析，该现象属于限幅涡振，在大跨桥梁上比较常见；桥梁主体结构未受损。具体原因还有待专家进一步检测确证。大桥业主方请广大公众不必过于恐慌，后续会根据检测结果发布相关信息。
记者从广东省交通集团获悉，目前，已组织养护技术人员对桥体进行检查并组织专家研判，相关领域专家已赶赴现场，对桥面抖动情况进行实地分析，虎门大桥桥梁专业人员介绍，桥梁遇到特殊风况会晃动是正常的，一般遇到旋涡风桥面晃动比较大。不久前长江鹦鹉洲大桥也出现类似现象。
在综合了哈尔滨工业大学深圳校区柳成荫、肖仪清和顾磊等老师意见后，专家分析认为，现场风速达到8m/s左右，引发桥梁限幅涡振。据悉，目前，虎门大桥正在维修施工中，桥面加了1.2米高的挡墙（水马），从而破坏了断面流线型引发涡振。目前，挡墙正在拆除。
记者查询了解到，桥梁涡振是一种兼有自激振动和强迫振动特性的有限振幅振动，它在一个相当大的风速范围内，可保持涡激频率不变，产生一种“锁定”(lock-on)现象。桥梁涡激共振的有限振幅计算是一个十分重要但又异常困难的问题，目前国内外还没有形成一套比较完整的桥梁涡振分析理论。实用上，采用一种半理论半实验的方法，以近似地估算涡激共振的振幅。
以下为1940年塔科马大桥倒塌原因分析：
塔科马海峡大桥小数据
桥梁形式：悬索桥，主跨：2800英尺（853米，全长：5000英尺（1524米），通航净空：195英尺（59.4米）
通车日期：1940年7月1日
坍塌日期：1940年11月7日
塔科马大桥为什么塌了？
是业界定性的“风洞效应”导致的？
这绝不是唯一原因
……
塔科马大桥的设计者不行吗？O NO！
按照初步计划，
联邦政府需要拨款1100万美元，
用于建造大桥。
莱昂·莫伊塞夫（Leon Moisseiff），
认为他有更好的办法。
莫伊塞夫是来自拉托维亚的犹太人移民
1895年毕业于哥伦比亚大学，
取得土木工程学位。
之后便加入纽约市桥梁部门，
并参与几乎所有大型悬索桥的设计中。
▲莱昂·莫伊塞夫（右一）
▲1909年通车的曼哈顿大桥
▲1926年通车的本杰明·富兰克林大桥
▲1937年通车的金门大桥
莫伊塞夫成为美国20世纪二三十年代悬索桥的领军人物
1933年，莫伊塞夫被授予本杰明·富兰克林奖
莫伊塞夫是全钢制桥的早期推行者
而他的“变形理论”广负盛名
根据这个理论
桥梁长度越大，允许的变形也越大
有了自己的理论体系做支撑
莫伊塞夫相信自己可以把悬索桥建得比以往更轻、更细、更长。
这个想法在他对塔科马海峡大桥的设计方案中得到了充分体现。
▲塔科马海峡大桥施工图纸
莫伊塞夫打算采用2.4米的普通钢梁代替原计划中7.6米的桁架梁。
这不仅将建造成本大幅降低至640万美元，
还使得大桥更加的纤细优雅。
▲钢箱梁（左）与桁架（右）对比
可是莫伊塞夫没有想到，
大桥吊装合拢完成后，
只要有4英里/小时的相对温和的小风吹来，
大桥主跨就会有轻微的上下起伏。
1940年11月7日上午，
风儿似乎比以往更要喧嚣一些。
技术人员在7：30测得风速38英里/小时，
两小时后达到42英里/小时，
大桥出现的波浪形起伏竟达1米多。
疯狂的扭动使得路面一侧翘起达8.5米，倾斜达到45度。
最终，承受着大桥重量的吊索接连断裂，
失去了拉力的桥面就像一条发怒的蟒蛇在空中奋力挣扎。
建成通车仅四个月后，
120多米的大桥主体轰然坠入塔科马海峡，
激起了一大片烟尘。
至此，莫伊塞夫职业生涯走到尽头……
著名的设计师也会犯“致命”错误
此后，在冯·卡门等著名的技术专家的关注下
州长设立一个塔科马海峡吊桥倒塌事件考察小组，冯·卡门系成员之一。
经过初步的研究，
调查小组发现大桥在设计上存在不可忽视缺陷。
首先塔科马大桥主跨长853.4米，
桥宽却只有可怜的11.9米，
这在同时期的悬索桥上是十分罕见的。
不仅桥面过于狭窄，
只有2.4米高的钢梁也无法使桥身产生足够的刚度。
▲刚度——物体抵抗变形的能力
其次在原计划中，
风可以从桁架梁之间自由穿过。
但换成普通的钢梁后，
风则只能从桥上下两面通过。
再加上大桥两边的墙裙采用了实心钢板，
横截面构成H形结构，对风的阻挡效果将更加明显。
经过风洞内的模型测试后，
卡门断定这场灾难源于一种现象——卡门涡街。
力学工程师们借助有限元分析软件ANSYS
建立了大桥的有限元模型
生动形象地演示了大桥在卡门涡街条件下的状态
为了避免卡门涡街的危害，新桥已经将原来采用的箱型梁改回了桁架梁结构。
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