虎门大桥彻底安全了吗?

文 |《财经》记者 李皙寅 黄姝静 王静仪   编辑 | 施智梁 鲁伟

2020年05月07日 18:52  

本文4154字,约6分钟

12名桥梁专家初步判断,虎门大桥5日发生振动系桥梁涡振现象,悬索桥结构安全可靠,不会影响大桥后续使用的结构安全和耐久性。但有业内人士提醒,涡振是动态现象,必须进行全面检测后才能判断安全与否

引起全国广泛关注的广东虎门大桥目前仍被封闭,何时可以通行尚无权威说法。起因是5月5日下午至5月6日中午约20个小时内,虎门大桥多次发生抖动现象,引起外界对其安全性的警惕,对于这座1997年开始通车、且多年存在超载拥堵问题的大桥,是否还存在其他安全隐患,目前亦尚待专业机构的全面检测确认,何时通车亦需要权威机构的仔细后才能确认。

根据当地公开的信息,事件发生时,虎门大桥正在日常养护和检查。“桥梁边设置的水马,就是造成涡振的最主要因素。”重庆市设计大师、林同棪国际工程咨询(中国)有限公司桥梁专业总工程师刘安双告诉《财经》记者,斜拉桥本身就对风十分敏感,尤其是特大桥、跨海桥,在风力强、风速快的环境下,进行养护操作就应该更为谨慎。

5月6日晚,交通运输部专家工作组成员、中交公路规划设计院教授吴明远在虎门大桥涡振记者答疑会上表示,5月6日中午过后,虎门大桥抖动已经基本平息。根据目前检测的结果,此次涡振并未影响虎门大桥的整体结构。但 5月7日午间,有现场媒体表示虎门大桥仍有肉眼可见的振动,对此有关专家并未立即予以回应。公众普遍关注的是,这种罕见的振动会对桥梁造成破坏吗?已经通行23年之久的虎门大桥,是否还存在其他安全隐患?虎门大桥何时能完成全面检测,彻底确认安全性并通车?

虎门大桥是广东省境内一座连接广州市南沙区与东莞市虎门镇的跨海大桥,于1992年动工建设,1997年建成通车。公开资料显示,虎门大桥是中国第一座真正意义上的大规模化悬索桥,曾获詹天佑土木工程奖。由于其位置重要,这座大桥一直交通繁忙,且多年存在超载拥堵情况。

大桥缘何抖动?

“第一次有坐船的感觉”,“摇得人头晕”,5月5日,行驶在虎门大桥上的网友反映,桥面异常抖动。发生抖动的是虎门大桥的悬索桥段,即东莞测虎门炮台到横档岛,而非全桥振动。

5月6日凌晨,全国各地12名桥梁专家初步判断,虎门大桥5日发生振动系桥梁涡振现象,并认为悬索桥结构安全可靠,不会影响虎门大桥后续使用的结构安全和耐久性。

所谓桥梁涡振,是指在平均风作用下,有绕流通过实腹梁桥断面后交替脱落的涡旋引起的振动。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,也就是随着风力的增加,振动也只会限制在一个锁定的区间内。

虎门大桥公司副总工程师张鑫敏在接受央视新闻采访时透露,大桥正在日常养护和检查。为此,管养单位封闭了桥梁南侧的一条车道,在桥梁两边放置了临时挡墙防止车撞,也就是俗称的“水马”,正是它使桥梁产生了涡振。有业内专家对《财经》记者表示,这或许是为更换斜拉钢索。

北京市政府专家顾问团顾问、中国灾害防御协会副秘书长金磊告诉《财经》记者,温室效应造成的酸雨以及海风中盐分的侵蚀,都会加速斜拉钢索的老化。

一位不具名的业内人士告诉《财经》记者,由于大桥建造时间稍早,尚不清楚当时有否给予桥梁管理维护保养手册,无法得知上述维保工作是否符合手册规范。

参与此次虎门大桥异常情况研判的著名桥梁结构专家、同济大学桥梁工程系教授葛耀君接受红星新闻采访时表示,从目前监测数据来看,此次虎门大桥涡振幅度绝对不会超过设计标准,并且距离标准还低得多。“大桥没有结构安全问题,也没有耐久性问题。”

“可能大家从视频上来看震动很大,但是在我们看来非常正常。”葛耀君透露,昨天(5日)晚上十多个桥梁方面的专家开会,大家都建议开完会,虎门大桥就可以通车了。

虎门大桥主跨888米,涡振峰值数据大概是50厘米。曾有媒体称此次涡振振幅小于限值,不会影响虎门大桥悬索桥后续使用的结构安全和耐久性。但上述业内人士告诉《财经》记者,涡振是一个动态现象,必须进行全面检测后才能判断安全与否。

对此,吴明远介绍,6日中午12点半以后,大桥基本恢复正常。之所以振动持续时间较长,是因为桥梁重量非常重,阻力相对小,所以平息需要一定时间。

交通运输部专家工作组成员、同济大学教授陈艾荣介绍,虎门大桥采用的是流线型的断面设计,本身的风阻较小,发生涡振的概率也比较小。不能保证振动不会再次发生,但是发生像这种明显的振动,可能性比较低,且不会引起安全问题。

位于强风地区的虎门大桥面临着严峻的抗风挑战。当年参与了该桥抗风性能研究的同济大学桥梁工程系团队认为,该地区平均每年受台风影响2次-4次,每年5月-11月均有可能遭受台风侵袭,大桥施工以及运营过程中必须仔细分析其抗风性能,并在必要时采取临时抗风措施以保证大桥安全。

在施工建设时,虎门大桥就为此做了准备。广东省长大公路工程有限公司介绍,通过中国最大尺度的气弹性风洞试验,工程方对施工期间与成桥后的抗风性能进行了分析,验证了设计参数,提出了钢箱梁拼装过程中安全渡台风的技术措施,保证了大桥的抗风稳定性。

治超多年,多次进行安全检修

虎门大桥的交通拥堵情况已持续多年,当地有关部门的治超工作也一直在进行。公开信息显示,截止至2019年8月,虎门大桥的车流量由1997年建成时的日均1.84万标准车次,到最高日均17万标准车次,远超其日均8万车次的设计标准。

虎门大桥在2019年两度进行安全检修,分别在3月份和8月份。

根据《21世纪经济报道》,2019年8月,广州市、东莞市两地公安局和交通运输局通告,从8月16日零时起,全天禁止货车及40座以上客车通行莞佛高速虎门大桥段(太平立交至坦尾立交),限行结束时间视大桥维修情况而定。执行紧急任务的军车、警车、消防车、救护车、工程救险车则不受上述措施的限制。

在前述报道中,虎门大桥公司相关负责人介绍称,由于虎门大桥段长时间处于超负荷运行,导致虎门大桥悬索桥、辅航道桥东引桥、太平大桥、广济2号桥、大涌桥及深湾桥等6处桥梁段存在不同程度的病害,经相关交通检测机构综合检测与评估,提出了虎门大桥段限制货车及40座以上客车通行,以确保桥梁的安全畅通和平稳运行,也为分步开展病害处置和维修养护提供条件。

广东省交通运输厅官网信息显示,2013年-2016年之间,时任广东省交通运输厅副厅长的徐欣曾多次主持召开推进虎门大桥治超优化工作会议。

在2016年的一次会议上,徐欣强调,虎门大桥是珠江口连接珠三角东西两岸的唯一桥梁,战略地位非常重要。目前,虎门大桥日均车流量巨大,日均断面车流已超10万车次,密集的车流特别是非法超限超载车辆的通行,已对虎门大桥的结构物安全构成安全隐患,被交通运输部列入挂牌督办整改的项目,省政府领导也多次对虎门大桥治超工作作出批示,要求完善治超工作措施。

徐欣表示,2014年广东省交通运输厅经省政府同意印发了《虎门大桥治超工作方案》,采取有效措施治理,取得显著效果。各单位要珍惜来之不易的成绩,按照应急抢险项目程序特事特办,查漏补缺,加快推动虎门大桥治超通道优化设施建设,进一步完善虎门大桥治超措施,确保尽快实现违法超限超载车辆“零通过”虎门大桥的目标。

2019年,中新社在一篇题为《广东虎门大桥严重超负荷 实行管制保养》的报道中指出,虎门大桥作为粤港澳大湾区关键通道,车流量的持续增长造成这条交通大动脉已不堪重负。

虎门大桥副总工程师张鑫敏在昨日接受媒体采访时表示,虎门大桥的保养工作在国家规定的基础上增加了检测频率,比如定检从三年一次提高到一年一次。

上马建设于上世纪90年代建桥热之时

虎门大桥于1997年6月9日通车,造价为29.4亿元。

虎门大桥主航道跨径888米,飞架珠江口,被誉为当时的“中国第一跨”。桥的主缆长16.4公里,新华社将其形象地比喻为,如果将两根主缆的钢丝拉成一条钢绳,足可绕地球一圈。

作为中国第一座大型悬索桥,虎门大桥项目曾获得多项国内顶级奖项,包括詹天佑土木工程大奖、交通部科学技术进步奖特等奖等。据施工单位广东省长大公路工程有限公司介绍,该工程的首要创新点为:开发了一套完整的现代悬索桥结构分析程序;通过试验研究和工程实践,建立了系统而完整的悬索桥上部构造施工监测与控制技术。

1992年10月28日,虎门大桥开始动工。彼时正值中国桥梁建设的热潮期,大桥、特大桥在全国范围内快速增加。

交通运输部原总工程师凤懋润回忆道,随着跨径423米的上海南浦大桥和跨径602米的上海杨浦大桥先后在1991年和1993年建设成功,极大鼓舞了中国的桥梁建设者,掀起了全国建设跨越大江大河大跨径桥梁的热潮。

1994年,主跨452米的汕头海湾大桥建成;1997年,跨径888米的虎门大桥建成;1999年,江阴长江大桥凭借1385米的跨径打通长江两岸。

但速度与质量的隐忧亦由此埋下。新华社援引交通运输部相关负责人说法,从近年来建成通车的大桥、特大桥来看,造价越来越高,有人工、材料上涨因素,也有桥型选择追求“长、大、高、特”等因素。反观桥梁使用寿命,很多桥梁质量没有与工程造价的增长成正比,有些桥梁建成没多久就出现大修、有些通车几年就重新进行桥面铺装。

虎门大桥也不可避免。通车一年后的1998年11月,虎门大桥开始进行铺装全面处治;通车六年后,2003年9月到11月间的60天内,虎门大桥对888米悬索桥钢桥面沥青层彻底重新铺装;2007年9月到2008年3月的半年间再次进行3次短期维修,以修复受损的沥青路面。

东南大学交通学院黄卫教授课题组认为,虎门大桥、江阴长江大桥等90年代建设的大跨径桥梁,通车2-3年桥面即大面积破坏,不得不中断交通重新铺装,经济损失巨大,社会影响不良。

桥梁后期养护由此成为重中之重。2019年3月,广东省交通运输厅总工程师黄成造带队赴东莞等市调研,要求虎门大桥管养单位要高度重视养护工作,提前谋划好虎门大桥大修工程相关工作,同时全面排查项目存在的安全隐患,真正做到安全至上,不断提高管养水平。

2019年广东省开始为期2年的桥梁安全专项整治提升行动,曾点名虎门大桥,“加强对交通运输部要求我省挂牌督办的桥梁(虎门大桥和三水大桥)的监管力度,力争具备条件后尽早摘牌。”

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