虎门大桥“波浪式起伏”：以科学解释消除疑虑
■观察家
让公众相信科学，也需要有关方面在实地调查、认真研判的基础上，给出足够科学的解释，保障民众的出行安全。
近日，一段“广东虎门大桥‘波浪式起伏’”的视频引起舆论关注。
5月6日晚7点，虎门大桥公司召开关于虎门大桥涡振记者答疑会，著名桥梁专家吴明远介绍称，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。
虎门大桥是悬索桥，于1997年6月建成通车，是连接广州市南沙区与东莞市虎门镇的跨海大桥，位于珠江口狮子洋上。由于该桥位置关键，车流量大，它的振动受到人们广泛关注。人们关心的是：大桥发生晃动的情况是否会影响安全？显然，解答这个问题既要依靠科学调查和检测结果，还要从悬索桥的建造历史和科学根据、理论来探寻。
此前，根据专家组的解释，虎门大桥悬索桥振动的主要原因是，沿桥跨边护栏连续设置水马，改变了钢箱梁的气动外形，在特定风环境条件下，产生了桥梁涡振现象。但是，回应公众对大桥安全性的疑虑，还有必要进一步对悬索桥的原理和安全性进行科学的解释。
安全性首先体现在悬索桥是否经受得住桥面上通过的大量车流和人流。
在视觉上相较于硬刚挺立的拱桥、梁桥、斜拉桥，虽然悬索桥显得柔软和不太坚定，但是这种类型的桥梁也是一种高超静定结构，它的承重安全性主要取决于主缆、吊索和跨距。
其次悬索桥的安全性体现在抗风振能力，这个能力取决于梁的截面形式和横向刚度。梁的截面形式是指具有良好的流线型（如带风嘴的扁平钢箱梁）或透风系数（如钢桁梁），横向刚度是指加劲梁的重力、截面特性以及吊索间距等形成的抵抗横风的能力。
无论是以主缆为主承力结构加劲梁通过吊索吊挂以支撑桥梁的安全性，还是抗风振能力，都会在设计时提高保险系数，以确保桥梁的安全性和抗风（振）能力。虎门大桥在5日发生晃动时的风速最高为6级（10.8米-13.8米每秒），远远低于其设计的抗风能力。
按照涉事交通集团和专家的研判，现在虎门大桥的振动问题主要是涡激振动（涡振），也就是流体与结构物相互作用的问题。
从流体的角度来分析，任何非流线型物体，在一定的恒定流速下，都会在物体两侧交替产生旋涡，即涡振。桥梁涡振也属于涡振。桥梁遇到特殊风况会晃动，这是正常的，而且遇到涡振桥面晃动会更大，只要在抗风能力范围之内，属于正常现象。
只是，桥梁涡振还比较复杂。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”现象。在桥梁设计时，桥梁涡激共振的有限振幅计算是一个十分关键的问题，但又非常复杂，目前国内外还没有形成一套比较完整的桥梁涡振分析理论。
由于桥梁涡振的计算尚未完全解决，因此桥梁设计和建造后也存在着对抗涡振的不确定因素，这个因素加上其他因素，也有可能造成桥梁的不安全性。
目前，虎门大桥管养单位已紧急开始对大桥进行全面检查检测，交通运输部也已组建专家工作组到现场指导。根据专家组初步结论，各个部位情况良好。
说到底，在此问题上，公众的确要相信科学，而要让公众相信科学，靠的是有关方面在实地调查、认真研判的基础上，给出足够科学的解释。
□张田勘（专栏作者）
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