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虎门大桥震动原因是什么?什么是悬索桥结构?

虎门大桥发生不明原因震动引起了很多人的关注,据了解虎门大桥是悬索桥结构,目前的报道中表示,目前的震动没有对桥体造成伤害。请问虎门大桥震动原因是什么?为什么会震动?悬索桥结构是什么?
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虎门大桥是中国广东省内一座跨海大桥,位于珠江狮子洋之上,为珠江三角洲地区环线高速公路南部联络线(原莞佛高速公路)的组成部分。虎门大桥于1992年10月28日动工建设;于1997年6月9日建成通车;于1999年4月20日通过竣工验收。工程项目总投资额30.2亿元人民币。

2020年5月5日下午,虎门大桥发生异常抖动,全桥路段已实施双向全封闭,禁止通行;5月6日,广东交通集团通报,虎门大桥振动系涡振现象,悬索桥结构安全。

学过物理的都知道,桥梁在某些频率下会发生震动。5月5日,发生的桥面起伏,据说是因为虎门大桥两侧护栏的挡墙(水马)引起,随后将其进行了拆除,但当晚桥面仍然发生抖动。6日上午,广东虎门大桥公司工作人员表示,正常来说,这样的抖动对桥面结构无影响,具体还需专家进一步分析研究。
虎门大桥发生的抖动,被称为涡振,涡振的发生,不一定需要风特别大,低速风也有可能,主要是风速和桥梁结构的自振频率刚好吻合。也就是我们物理中说的共振。

虎门大桥大修办公室副总工程师张鑫敏5日晚接受央视新闻采访时表示,大跨径悬索桥,由于风的作用,会有颤振和涡振。简单来说,颤振可能产生扭转,对桥梁结构有破坏作用,而涡振对桥梁结构不会有影响,只会对行车舒适度有影响,虎门大桥是大跨径悬索桥,属于柔性结构,抖动发生后,把桥面的水马清理了,风速也减小了,涡振就小了很多,之所以仍有抖动,可能是惯性的原因,涡振会慢慢自动消除。

虎门大桥作为悬索桥结构,也就是我们所说的吊桥,从缆索垂下许多吊杆,把桥面吊住,在桥面和吊杆之间常设置加劲梁,同缆索形成组合体系,以减小荷载所引起的挠度变形。

不过,悬索桥比较灵活,因此它适合大风和地震区的需要,比较稳定的桥在这些地区必须更加坚固和沉重。悬索桥的坚固性不强,在大风情况下交通必须暂时被中断。悬索桥不宜作为重型铁路桥梁。
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