你玩过过山车吗？
2020年5月5日下午14时左右，正在虎门大桥通行的车主就亲眼目睹并经历了一场跨海大桥上的“过山车”。
01 颤抖吧 虎门大桥
5月5日下午14时许，广东虎门大桥发生异常抖动，不少过往群众表示整个大桥像波浪一样“起起伏伏”地摇晃，从5日15:20起，相关部门对虎门大桥实行全封闭交通管制。
作为首座跨越珠江口东、西两岸，连接广州市南沙区与东莞市虎门镇的大型桥梁，虎门大桥正式通车已达23年之久。这是也开通以来，首次因为桥梁安全问题宣布封桥。
经过专业评估，15：45左右拆掉水马后，虎门大桥涡振于16时暂停。
多名当时途经大桥的车主表示，行车过程中能明显感觉到不适。还有车主录下视频，视频中可以看见明显的桥体晃动，车主表示开在桥上就像坐过山车一般上下晃动，十分吓人。
5日晚19：50许，经过短暂的停歇后 ，虎门大桥桥面又开始抖动，并持续约半小时后停止。6号凌晨，在虎门大桥管理中心的实时监控屏幕上，肉眼仍然可以看到桥梁的轻微振动。直至6日12：30以后，抖动才基本恢复正常。
02 虎门晃 谁之过？
是大桥工程质量不过关，存在豆腐渣现象？
是因为常年超负荷承载，桥梁受损“体力不支”，从而引发晃动？
还是大桥也想赶一波“后浪”潮？
桥豆麻袋！这事儿有点费脑
经专家组初步判断，振动的主要原因是因为沿桥跨边护栏连续设置水马，改变了钢箱梁的气动外形[1]。在特定风环境条件下，产生桥梁“涡振”现象[2]。
什么是“水马”？
你可能没听过，但你一定见过。
它是一种用于分割路面或形成阻挡的塑制壳体障碍物，在高速路、城市道路、及天桥街道路口很常见。通常是上小下大的结构，上方有孔以注水增重，故称水马。
为什么一排区区1.2m高的水马可以让一座的跨海大桥“不淡定”？
虎门大桥主航道由39段钢箱梁段组成。钢箱梁是指一种桥梁的主体结构形式，由于其比起现浇混凝土梁自重较轻，因此常被应用在大跨径桥梁。
而为了减少大桥收到风力的影响，虎门大桥钢箱梁就采用了扁平流线型钢箱梁的外形，也就是“钢箱梁的气动外形”。
尽管流线型钢箱梁的外形差别较小，但桥面两边的栏杆设置对影响桥梁抗风能力存在较大差异。透风率小的栏杆会显著增加涡振振幅，更甚者破坏整个桥梁的流线型外形，极大降低桥梁抗风能力。
由于虎门大桥是悬索桥，悬索桥的截面是流线型的，而正是这些大量设置的水马使得流线型的钢箱量钝化了，因此容易发生涡振。
什么是“涡振”？
涡振，又称为涡激振动。
气流绕过钝体断面时，会发生周期性的旋涡脱落，产生周期性的上下拖曳力或扭矩。
涡振之所以产生，是因为结构的自振频率和涡脱的频率接近一致，旋涡脱落被结构振动锁定，即形成所谓的涡激共振。
最经典的旋涡脱落就是圆柱尾流的卡门涡街：
值得一提的是，悬索桥会有两种振动，一种是影响行车舒适性的，叫涡振；另外一种是会影响桥梁安全性的，叫颤振。
1940年旧塔科马大桥颤振
1940年的旧塔科马大桥发生的是颤振，它是在高风速下因为结构设计原因造成的破坏。
而此次虎门大桥的振动，是属于低风速区间下产生的涡振现象。当风速离开该区间，涡振就会逐渐消失。而且低风速意味风能较小，不会直接引发桥梁结构的毁灭性破坏。
在后续的监控画面中我们可以看到，撤除水马之后大桥仍有抖动。
这是惯性在作祟，毕竟虎门大桥主跨888米，自重在1.5万吨以上，惯性与质量成正比。涡振产生以后，振动需要有足够的时间才能平息。
而截至目前，虎门大桥桥梁整体已趋于平静，桥面已无明显抖动现象，虎门大桥通航水域于5月7日16点30分开始恢复通航，但大桥尚未恢复交通。
根据相关部门评估，目前虎门大桥悬索桥结构安全可靠，此次振动不会影响虎门大桥悬索桥后续使用的结构安全和耐久性。
因此，目前看来，恢复通车只是时间问题。
03 大桥涡振=汽车共振？
虽说都是振动，但桥梁涡振和汽车共振，并非一回事。
如上所说，桥梁涡振是指桥梁在风作用下，有绕流通过桥梁断面后交替脱落的涡旋引起的振动，桥梁涡振其实常发生，日本东京湾通道桥就曾发生过振幅达50cm的涡振现象。
涡振是桥梁结构在较低风速下就很会发生的风致振动现象，为限幅振动；但因为它容易发生，所以不仅会影响桥梁结构的强度，也会影响交通安全。
而汽车共振是车辆振动达到了汽车的频率造成的。
任何机器都会产生振动，振动源具有一定的固有频率，且由于振动的传播等环节，物体容易发生共振。
汽车的振动是汽车运转时不可避免的现象，每一辆汽车都有着自己的共振点。共振在一定程度上能体现出车的性能水平，一般认为共振时车速越高，其性能也就越好。
随着汽车制造业的不断发展，汽车的振动问题成为汽车安全、平稳、舒适的主要评价指标之一。
乘客在乘坐汽车时，如果汽车的振动比较剧烈，零部件之间的冲击摩擦强烈，乘客会产生明显的不舒服感，且振动会造成汽车零部件的损坏影响汽车的安全性。
因此，汽车行业的发展趋势之一是朝着减小振动的发展。
