今天看到新闻说，下午3时20分，虎门大桥受主桥风速影响，产生异常抖动，目前已经封闭。从视频中可以看到，桥面出现上下起伏波浪般的抖动。

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。不久前长江鹦鹉洲大桥也出现类似现象。

▲虎门大桥两侧的围挡

葛老师证实，挡墙拆除后，振动已经消失。

那么引起这两次悬索桥振动的涡振是什么尼？

可以理解为流体（水或空气等）在经过建筑时，建筑两侧会周期性地脱落出旋转方向相反、排列规则的双列漩涡，形成周期性的正负压力（类似拍皮球一样），如果漩涡的交替脱落频率接近建筑的本身固有频率时，便会发生共振，导致结构变形急剧增大。

▲卡门涡街现象

历史上有名的塔科马大桥倒塌便是由于卡门涡街现象引起的。下面是关于塔科马大桥倒塌原因的分析。

来源：筑龙路桥设计。

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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