那么为什么会有这样的一个灾难的发生？我们知道，当桥梁结构的跨度达到一定程度的时候，自然风就会激起桥梁结构的振动。这种振动的形式主要表现为三种，它包括竖向弯曲振动、扭转振动和侧向弯曲振动。


但是要命的或者说引起塔科马大桥垮塌的恰恰是这样的一种振动，我们把它称之为颤振，它的振幅是会随着时间的变化不断增长的。


风致振动除了我们讲到的颤振之外，还可以表现为涡振和抖振另外两种形式。我们首先来举一个例子。


比如大家熟悉的上海卢浦大桥。上海卢浦大桥的跨径是550米，它把封存了30多年拱桥跨度的世界纪录给刷新了。前一个世界纪录是513米，在美国Bayonne Bridge。那么这个是550米，因此在这样的一座桥梁中间一定有许多创新，当然它也获得了许许多多国内外的奖项，我就不一一列举了。



我想说的是其中一项创新，大家可以看一下这是一个卢浦大桥的拱肋,它近似于一个矩形的断面，所以我们在学术上面把它称为是不锋利的刀一样的非常钝的钝体，当然是相比于我们所谓的流线体。


为了克服这样的钝体所产生的涡振，我们想了好几种办法，然后我们根据数字分析以后发现，最后一种办法它的效果是最好的，我们把它称为隔流板。


为什么隔流板的效果会好？在没有加隔流板的钝体上产生上下两个大涡，最后合成了一个更大更强烈的涡，使得这两片拱肋发生振动，我们叫涡激振动得以激发。


  

那么我们加了这片隔流板以后情况是什么呢？尽管仍然有两个涡，但是上下两个涡合不成一个更大的涡，而且上面的涡顺时针旋转，下面涡逆时针旋转，一部分抵消了它的涡振振动。


正是由于这样的一个机理和发明，才使我们做出了对于桥梁技术的一大创新，并且这样的技术后来又在广州新光大桥和肇庆西江特大桥得到了非常好的应用。


第二个例子是舟山大陆的连岛工程。在舟山大陆连岛工程中间一共有五座桥梁，其中我们要讲到的这座桥梁就是连接金塘岛和册子岛的西堠门大桥。舟山西堠门大桥由于它要跨越非常深的水道，并不是为了通航。



我们需要把这个跨径做得非常大，根据当时全世界所具有的经验，中国的润扬长江大桥的跨度是1490米，颤振临界风速只有52米/秒。而丹麦的大海带大桥是1624米，它的颤振检验风速是65米/秒。而我们西堠门大桥的跨度是破纪录的1650米。


由于桥位所在的位置地处我国东南沿海台风频发地区，所以它的设计风速特别得高，达到了78.4米/秒，实际上是78米/秒。它也创造了当时世界上所有已经建造的桥梁抗风的纪录。


为了解决这样的一个问题，我们提出了在原来的整体箱梁的中间开一个槽，使得它变成了一个分体的箱梁来抵抗风荷载的作用。然后我们通过大量的风洞试验，证明中间槽的宽度6米和10.6米都可以满足要求。


我们最后选择了比较经济的中间6米槽宽的分体式的钢箱梁，解决了抗风的问题。而这项技术在四年以后又被韩国的李舜臣大桥所采用，最近丹麦有一座跨海桥梁也将采用这样一项技术。