大桥为什么会出现异常抖动的情况，背后有什么科学解释？

大桥晃动预兆什么现象？~

大桥晃动预兆什么现象？很明显，4.26日武汉鹦鹉洲长江大桥的桥体发生晃动，以及5月5日虎门大桥发生异常抖动暂时禁止通行，这两件事的确引起了不少人的担忧，大家都很想弄清大桥晃动到底会不会预兆某种现象。

为什么大家看到桥面晃动会感到恐慌？
第一，虽然大桥晃动也不是第一次发生，但晃动的幅度大小直接决定了大家的担忧程度，我们可以直接从视频中看出，虎门大桥的异常抖动情况明显比鹦鹉洲长江大桥强烈得多，难免会引起很多人对桥体是否还能安全运营担忧。
第二，就目前的城市建设来说，桥梁本就是一种普遍存在的交通线路，几乎每天我们都会穿梭在各个大大小小的桥梁结构上，毫无疑问，每个人都会不由自主地关心自己的生命安全。

鹦鹉洲长江大桥：这座大桥目前已经正常通行，专业人员也解释了桥面的晃动幅度，的确是在被允许的设计范围之内。之所以桥面会发生像波浪一样的晃动，主要是因为当时的特定风况所导致。
第三，对于普通人来说，我们对大桥为什么会发生晃动并不了解，毕竟也很少会有人在日常生活中去了解这些。但桥面发生异常抖动的时候，大多数人的第一反应不会是去关心当时是否有特殊风况引起所谓的涡振，再加上对桥梁振幅的安全范围一无所知，于是就会担心桥梁目前的状况还能否安全通行。

最近发生异常抖动的大桥目前是什么情况？
鹦鹉洲长江大桥
首先，我们先来说说连接武昌区复兴路和汉阳区马鹦路的鹦鹉洲长江大桥，这座主桥长度2.1千米的桥梁，其修建时间距离现在特别近，从2010年8月开工到2014年12月正式通车，直到2020年也才运行了五年多的时间。

从结构组成上来说，鹦鹉洲长江大桥有三座桥塔来保护桥体的稳定性，不仅做到了视觉上不遮挡城市景观，而且安全性也通过各个桥塔分别取材得到了加强，比如，呈人字形的上塔所采用的就是钢塔柱。
正如我们目前所了解到的这样，在4月26日的时候，鹦鹉洲长江大桥的确发生了异常抖动，而刚好从桥上经过的网友，则描述桥体的抖动特点跟波浪晃动有一些相像。很快，专业人员就对当天大桥发生抖动的原因进行了公布。

原来，当天下去的特定风况导致了桥梁结构发生摆动，但这个振动的幅度尚在设计被允许的范围之内。简而言之，这座大桥的结构不存在安全问题，并已恢复正常通行。
虎门大桥
而位于广东省境内全长15.76千米的虎门大桥，早在1997年6月的时候就已经建成通车，其中引道段的长度达到了11.16千米，主路段的长度大约4.6千米。虎门大桥的主桥横跨了珠江狮子洋水域，整个路段上有23座大小不等的桥梁，还有两座大型互通立交桥、三座隧道，以及大型收费站一座。

5月5日下午，与虎门大桥发生异常抖动的视频被疯传，不同于鹦鹉洲长江大桥的抖动程度，可以直接从视频中看出虎门大桥抖动的十分明显。尽管目前专业人员已经对该异常抖动的原因进行了公布（涡振现象），悬索桥的结构是安全的。
当然，由于此次虎门大桥表现出的异常抖动幅度的确比较大，并偶尔会出现幅度较小的轻微震动，所以，出于安全考虑，目前虎门大桥暂时没有恢复通行，实施了双向全封闭措施。

好好的大桥为什么会发生涡激振动？
虎门大桥之所以会发生比鹦鹉洲长江大桥更明显的震动幅度，专家组已经给出初步答案，我们可以看到虎门大桥上连续设置了水马，而特定风况和这些水马共同导致了钢箱梁的气动外形被改变，于是发生了视频中桥面剧烈抖动的现象，也就是所谓的桥梁涡振现象。

并且，专家组还表示，其实平时风力较小的时候，这种体型较大的桥梁也存在涡振现象，只是因为摆动的幅度比较小，所以一般很难让人察觉。
事实上，对于所有非流线型的物体来说，只要达到一定的恒定流速，便可以导致物体的两侧产生脱离结构物体编码的漩涡，而鹦鹉洲长江大桥和虎门大桥发生异常抖动的本质原因都与此有关。所以，当我们了解清楚这些现象背后的真实原因之后，就直到为什么专业人员会说桥梁涡振现象并不影响之后大桥的使用耐久性和结构安全性，也就不会给自己带来不必要的恐慌了。

原因是涡振现象，这种现象只会影响舒适性，对桥梁本身的安全没有影响。而涡振现象产生的基础是桥梁需要具备1、大跨度桥梁2、低风速且恒定流速3、非流线型物体三个条件，这也就是为什么『世界第一跨』虎门大桥会跳舞的原因了。

随着现代悬索桥的出现，人类得以建造出越来越长的桥梁。悬索桥的跨度可以很长，能够跨过峡谷、大江、海峡，例如，横跨300多米深峡谷的中国矮寨特大悬索桥；杨泗港长江大桥的主跨长度可达1.7公里，这在世界悬索桥中位列第二，而在世界双层悬索桥中位列第一。

由于悬索桥的跨度长，这会带来一些空气动力学问题。当大风横向吹过悬索桥，桥面有可能会出现波浪式的晃动，这会让行经桥上的人感到非常不适。如果严重的话，桥梁还有可能被摇晃垮塌。

那么，为什么悬索桥会出现异常的抖动现象呢？

从物理学原理来讲，任何物理结构都存在一个固有频率。如果强迫振动的频率接近于物理结构的固有频率，就会引发共振现象。如果振幅足够高，结果会导致结构被破坏掉。

在19世纪，法国的一队士兵迈着相当整齐划一的步伐走过一座长100米的桥梁时，由于齐步走产生的频率与大桥的固有频率相吻合，导致大桥不断摇晃，然后出现共振现象。当士兵走到桥中间时，剧烈的共振现象引发桥梁坍塌，数百人落入水中丧命。

除了整齐的步伐之外，大风吹过桥梁也会造成大桥抖动，并有可能引发剧烈的共振现象，这涉及到卡门涡街效应。

当强风横向吹过桥面时，会在桥面上下两侧产生两道旋涡，它们的旋转方向相反，互相交错。由此会对桥面产生周期性强迫力，导致桥面出现晃动。这就是卡门涡街效应，由现代宇航科技之父冯·卡门最早阐明原理。

如果卡门涡街效应十分强烈，使得桥面振动幅度增大，最终达到桥梁的固有频率。结果就会出现共振现象，桥梁将会发生剧烈的振动，从而导致桥梁垮塌，这在现实中有发生过。

1940年，横跨塔科马海峡的塔科马海峡悬索桥建成通车。然而，仅过了几周，桥面就开始出现异常的抖动。经过几个月的摇摆之后，塔科马海峡大桥的桥面最终扭曲断掉，大桥发生垮塌。

根据塔科马海峡大桥模型的风洞测试，大桥崩塌的原因正是卡门涡街效应引发的剧烈共振现象。塔科马海峡大桥的桥面不够厚，使其无法承受强风造成的卡门涡街效应，最终风速为65公里/小时的大风吹垮了大桥。

此后，人们意识到，桥梁建造之前先要对模型进行严格的风洞测试。而且桥梁上还要设计一些气孔，破坏卡门涡街效应。10年之后，经过严格仿真测试的新塔科马海峡大桥又建起来，如今它还在正常通行。

现代桥梁的设计都会考虑到卡门涡街效应，以后基本上不可能会出现塔科马海峡吊桥那样的崩塌现象。

不过，在设计允许的范围内，桥面有时会出现一些上下起伏的波动，这种晃动是正常的涡激振动现象。其原因可能是由桥面的截面发生变化所致，例如，放置水马围挡。只要振动幅度不大，没有超过设计范围，大桥是不会有问题的。

桥两边的钢板就像是水流中的木桩，当风以高速旋涡的方式 从桥的两遍脱离时，会对桥身产生一个交替的侧向力，并且它还具有一定的频率，而当桥梁本身的频率与其相接近时 就会发生共振，这样 大桥就会产生猛烈地晃动

从物理上来说，桥存在一个固定的频率，当风吹过桥面，两侧的空气就会产生漩涡，幅度增大达到了桥的固定频率，引发了共振现象。

大桥会出现异常抖动的情况，是因为大桥中间没有支撑力，当风吹过桥面时，两侧的空气会在桥中间出现漩涡，幅度变大，就会引起剧烈的震动。

从物理学原理来讲，任何物理结构都存在一个固有的频率。如果强迫振动的频率接近于物理结构的固有频率，就会引发共振现象，同时大风吹过的桥梁也会造成大桥抖动，并有可能引发剧烈的共振现象。

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浦北县14714168701： 桥为何会颤抖? - ？
尧翟感昌： 很正常的,任何一座桥停在中间的话都会感到震动的,两个桥墩之间的距离越远越明显,骑车或坐车的时候由于你也在运动所以就感觉不到了 满意请采纳

浦北县14714168701： 我站在芜湖滨江大桥上,为什么大车来时,桥会抖动? - ？
尧翟感昌： 大桥上车来车往.你会明显地感到桥身的抖动.因为桥很高,水平摇晃也很大,芜湖滨江大桥不是利用桥墩支撑桥身,而是利用桥两侧的弧形吊带产生的巨大拉力,把沉重的桥身高高吊起

浦北县14714168701： 俄罗斯 伏尔加河大桥异常晃动是怎么回事? - ？
尧翟感昌： 人家专家都在调查..19号晚,154米长的伏尔加格勒过河大桥桥面突然呈浪型翻滚,数十辆正在桥上行驶的车辆有惊无险,警方迅速封闭了桥上和水上交通. 横跨伏尔加河伏尔加格勒市的大桥全长154米.事发时,大桥路面突然开始蠕动,类...

浦北县14714168701： 武汉长江大桥为什么会感到摇晃 - ？
尧翟感昌： 是振幅的原因,当风的频率和桥的频率相近时,可能会出现这种现象,严重的话会出现断桥变乱.主要是风的会引起共震就会产生摇晃的感觉.时间长些可能会导致桥的损害.

浦北县14714168701： 我想问问为什么占在大桥上每当有大型车辆经过时,大桥有颤动的感觉? - ？
尧翟感昌： 频率 共振简单的物理现象

浦北县14714168701： 为什么起风是武汉长江大桥总是摇摇晃晃的? - ？
尧翟感昌： 其实..楼上说的有点道理...第一.为了减小和风相对的面积.还有就是减小风对桥的阻力.桥晃动的越厉害.就说明桥的拉伸能力强..所以来大风以后不会被刮倒

浦北县14714168701： 伏尔加河大桥为什么发生离奇晃动 ？
尧翟感昌： 大桥共振现象可能因风波动和负载所共振而发生,“中国桥梁网”有最新的新闻动态,大家可以去看看...

浦北县14714168701： 大家看了没?俄罗斯摇晃大桥!这究竟是怎么回事啊 - ？
尧翟感昌： 也许是局部地壳运动引起的共振.共振波有个特点就是不管如何坚固的东西,例如钢筋水泥混凝土,都能使之变形甚至破坏.推测这次的大桥也许也是因为这个原因.俄罗斯是片神奇的土地,呵呵.

浦北县14714168701： 俄罗斯伏尔加大桥波浪形振动是什么原因 - ？
尧翟感昌： 据新闻解释:是大风与水流共振引起的、地震等说法,尚无权威专家说法.但我不懂这个科学解释.但我个人从新闻记者话里了解有几点好奇:桥引起这么大的波动为什么没裂痕?桥周围的钢筋都变形了,为什么能有复原功能?钢筋水泥土柔韧性怎么好?

浦北县14714168701： 俄罗斯伏尔加河大桥晃动 求解原因 - ？
尧翟感昌： 据我猜测,这可能是共振的原因,可能当地的风速达到了某一阈值,在通过桥洞的时候,桥受迫振动的频率与其固有频率相似,引起共振.