不能小看“桅桿風(fēng)”

本報(bào)記者 張旺

5月18日，深圳賽格廣場大廈出現(xiàn)有感振動引發(fā)廣泛關(guān)注。深圳市相關(guān)部門隨后組織院士專家和權(quán)威技術(shù)團(tuán)隊(duì)對大廈結(jié)構(gòu)安全和振動原因進(jìn)行論證分析。近日，相關(guān)單位負(fù)責(zé)人和專家對外表示，通過大量檢測、監(jiān)測、試驗(yàn)和分析論證，賽格大廈在設(shè)計(jì)荷載范圍內(nèi)和正常使用情況下主體結(jié)構(gòu)是安全的，可繼續(xù)使用。

專家組通過技術(shù)調(diào)查、環(huán)境和設(shè)備運(yùn)行調(diào)查與測試，排除了地鐵運(yùn)行、周邊工程施工或爆破、空調(diào)機(jī)組運(yùn)行等影響因素。通過對風(fēng)致振動與結(jié)構(gòu)累積損傷的重點(diǎn)分析，專家組認(rèn)為：“桅桿風(fēng)”致“渦激共振”和大廈及桅桿動力特性改變的耦合，造成了賽格廣場大廈的有感振動。其中，“桅桿風(fēng)”致“渦激共振”是引發(fā)大廈有感振動的主要外因，大廈及桅桿動力特性的改變是引發(fā)大廈20余年后才發(fā)生有感振動的主要內(nèi)因。5月18日-20日，在穩(wěn)態(tài)且持續(xù)一定時(shí)間的特定風(fēng)場條件下，大廈桅桿產(chǎn)生頻率為2.12Hz的第四階反向位非對稱渦激共振，激發(fā)了大廈主體結(jié)構(gòu)頻率同為2.12Hz的高階彎扭組合模態(tài)，進(jìn)而引起大廈主體結(jié)構(gòu)有感振動。

對于什么是“桅桿風(fēng)”，什么是“渦激共振”，工程結(jié)構(gòu)與抗震隔震減震控制專家、中國工程院院士周福霖在接受媒體采訪時(shí)表示，外部來看，大廈頂部安裝有兩根桅桿，在一定的風(fēng)場作用下，風(fēng)經(jīng)過兩根桅桿之間會形成渦流，產(chǎn)生脫落，并產(chǎn)生水平力。當(dāng)脫落的頻率和桅桿的自振頻率相同或接近時(shí)，就會產(chǎn)生桅桿和風(fēng)及渦流的共振，桅桿就會帶動大樓產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)與彎曲的振動。這就是“桅桿風(fēng)”和“渦激共振”。

此前，也曾發(fā)生過類似誘因的大型建筑晃動。去年5月，虎門大橋橋面發(fā)生起伏晃動，振幅較為明顯。經(jīng)專家組判斷，虎門大橋發(fā)生的振動系橋梁渦振現(xiàn)象，并不影響橋梁結(jié)構(gòu)安全。當(dāng)時(shí)的專家組判斷稱，虎門大橋懸索橋振動的主要原因?yàn)檠貥蚩邕呑o(hù)欄連續(xù)設(shè)置水馬，改變了鋼箱梁的氣動外形，在特定風(fēng)環(huán)境條件下，產(chǎn)生了橋梁渦振現(xiàn)象。

對于如何解決賽格大廈有感振動問題，專家組認(rèn)為，可以實(shí)施桅桿拆除工程，修復(fù)大廈結(jié)構(gòu)局部累積損傷。桅桿原有的防雷、航標(biāo)功能可在桅桿拆除后在樓頂重新布設(shè)。拆除工程將于近期擇機(jī)實(shí)施，并同步開展損傷修復(fù)工程。▲