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長安大學橋梁抗風抗震團隊助力虎門大橋恢復通車
助力解決虎門大橋異常振動問題這個團隊——厲害了!
5月5日下午,虎門大橋懸索橋發生明顯豎向彎曲振動現象,振感明顯,引起多方關注。大橋管理方迅速啟動應急預案,聯合交警部門及時采取了雙向交通管制措施。5月6日,經專家組判斷,找到本次振動主要原因。5月10日,虎門大橋懸索橋已通過結構安全評估。5月13日晚,召開恢復交通評估會,特邀專家組認為,虎門大橋懸索橋結構安全,大橋管理方已采取抑振措施,符合恢復交通運營條件。5月15日上午9時,虎門大橋恢復交通。

虎門大橋恢復通車背后的技術力量
助力虎門大橋恢復通車,長安大學橋梁抗風抗震團隊起到了非常重要的作用。5月8日,長安大學李加武教授接到廣東交建集團邀請,赴一線參加虎門大橋懸索橋抗風研究相關工作。接到任務第一時間,長安大學橋梁抗風抗震團隊迅速行動,克服疫情期間的種種困難,以超常速度、最短時間完成了虎門大橋模型的設計和加工。安裝調試好之后,首先在風洞實驗室里再現實橋風致振動情況,隨后嘗試各種抑制振動的氣動措施。

李加武,長安大學公路學院教授,博士生導師,長安大學公路學院橋梁工程研究所所長,中國空氣動力學學會測控專委會委員、風工程專委會委員。政協陜西省第十二屆委員會委員,九三學社陜西省第十三屆委員會常委、九三學社陜西省第十二屆科學技術委員會副主任。
自5月8日至5月15日大橋通車,師生不眠不休整整一周,找到了虎門大橋振動的原因,檢驗了可行抑振措施并遞交廣東省交通廳。虎門大橋懸索橋抗風研究工作結束后,校黨委宣傳部在風洞實驗室采訪了李加武教授和團隊成員高廣中老師。
Q:虎門大橋產生這次異常振動的原因?什么是“渦振”?虎門大橋的異常振動,對虎門大橋的結構有沒有影響?
李加武:為解決虎門大橋異常振動的問題,長安大學、同濟大學和西南交通大學三個學校并肩作戰。確定產生“渦振”的三方面原因:
第一點是內因——阻尼比低,風速達到特定范圍會引起橋面振動。
第二點是主梁斷面氣動特性原因,橋上某些關鍵部位的構件導致氣動特性不好。沿橋梁邊護欄臨時連續設置的水馬以及主梁底板底板處的兩條外側檢修車軌道都使其氣動外形不好,易誘發渦振。
第三點是氣象條件。在持續長時間穩定的、特定的風速區間,穩定風向的氣象條件下,易誘發渦振。
Q:虎門大橋的異常振動對大橋的結構有無影響?它的行車安全現在有沒有保障?
李加武:廣東省人民政府對該事件給予高度重視,5月5號下午大橋出現振動以后,5月6號省委省政府開會并布置給橋梁進行全面體檢。檢測報告表明,結構沒有出現承載能力降低的情況,從承載能力來看虎門大橋各個方面都是安全的。
除了要確保結構安全之外,抗風設計還要滿足行車的舒適度和行車安全,即不會因振動導致司機安全的視距下降,不能出現讓駕駛員感覺不舒服的情況。根據現有掌握的數據和觀測到的現象分析,虎門大橋懸索橋結構安全可靠,此次振動不會影響虎門大橋懸索橋后續使用的結構安全和耐久性。

英雄團隊——長安大學橋梁抗風抗震團隊
5月9日上午,李加武教授赴大橋現場,與各方面專家一道晝夜研討解決方案,在前方負責整理試驗數據供交建集團參考。高廣中、王峰、白樺教授等課題組成員在學校風洞實驗室與李加武教授通過隔空的方式線上互動,李加武老師在一線和其他單位碰頭交流,返回來再完善試驗方案、工況,進行試驗。


李加武教授在一線


高廣中老師與課題組其他成員在風洞實驗室
團隊成員高廣中老師講到:虎門大橋的渦激共振是全國矚目的,橋梁雙向封閉對市民生活影響較大,對團隊成員來說最大的挑戰就是時間緊、任務重。因為現象本身比較復雜,后面采取的措施,需要制定很多方案來進行試驗,反復論證效果,這就需要團隊成員拿出能吃苦、能戰斗的精神,發揚“大將”精神,在最短的時間內提出切實可行的方案。


虎門大橋模型
發揚“工匠”精神把自己的成果寫在祖國大地上
長安大學在抗風抗震方面的研究從劉健新老師開始到李加武教授,延續至青年一代,三代人對科研孜孜以求的鉆研精神一直被傳承。提到長大精神,李加武教授講到長大人共有的特點:
一是學風嚴謹。實驗數據容不得一絲造假,所以學術科研非常注重細節。
二是作風優良。長大人具備“招之即來,來之能戰,戰無不勝”的戰斗精神,工作作風優良,能打硬仗、出成果。
三是低調務實。長大人在業內的口碑是務實低調不張揚,踏踏實實做好科學研究。
對年輕學子的寄語
年輕人如果要從事科學研究,就需要踏踏實實做事,去掉功利心,擯棄浮躁,才能出成果。
在未來,如何繼續為國家的基礎建設作出貢獻呢?
李加武老師提到:要發揮學科特色優勢,把專業做精做專,為交通行業做出更大的貢獻;要加強國際合作,向別人學習的同時也要把自己國家交通土建行業的標準推出去;要加強學科交叉,在各學科交叉融合中攻堅克難、相互提高。
同時,團隊也會像高廣中老師提到的:做工程的人就是解決實際問題,要發揚“工匠精神”,把自己的成果寫在祖國大地上。
長安大學風洞實驗室介紹
長安大學風洞實驗室是交通部和教育部建設資金支持的“211工程”重點建設項目,建筑面積1600余平方米。 風洞實驗室擁有一支業務能力強,具有較強的實踐經驗,人員結構合理,團結協作的研發隊伍。

實驗室多年來開展的主要研究方向有:橋梁結構抗風性能研究;建筑結構抗風性能及氣動噪聲控制措施研究大型廣告牌、桅桿、天線,城市雕塑等結構對風反應研究;局部風環境特性及住宅小區風環境對居住舒適度影響研究;局部風環境特性對污染擴散,質量遷移研究;各類結構對風反應及其控制的數值計算研究。


風洞實驗室科技工作的層次也在不斷提升,近年來主持多項國家自然科學基金項目、國家科技支撐計劃項目等在內的國家及省部級項目。承擔了多個重大工程相關研究。

港珠澳大橋江海直達船航道橋抗風性能研究

深中通道伶仃洋大橋抗風性能研究

虎門二橋大沙水道橋抗風性能研究

杭州灣跨海大橋海中平臺及觀光塔抗風研究

棋盤洲長江公路大橋風洞試驗研究

禹門口黃河大橋抗風性能研究
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