虎門大橋：世紀工程走過了28年

作為當年獻禮香港回歸的世紀工程，通車于1997年6月的虎門大橋是我國第一座真正意義上的大規模現代化懸索橋。無論是設計還是施工，均為國內首次嘗試，所以在我國橋梁史上有著特殊的地位。

作為首座跨越珠江口東西兩岸的大型橋梁，虎門大橋不僅改寫了粵港澳三地“一水隔天涯”的格局，支撐起珠三角經濟的快速發展，還引領了中國橋梁建造史上的技術創新。

一“舞”成名

盡管虎門大橋曾獲得過詹天佑土木工程大獎，以及廣東省科技進步獎和國家科技進步獎等榮譽，更擁有18項國內或國際先進水平的工程技術和工藝，堪稱20世紀中國橋梁建設的最高成就。但令人有些尷尬的是，真正讓虎門大橋迅速在網絡上出名的卻是5年前一條驚心動魄的橋體“隨風起舞”的新聞。

2020年5月5日下午14時，虎門大橋懸索橋橋面突然出現肉眼可見的波浪狀晃動，這是在虎門大橋通車23年歷史上從未發生過的情況，由于橋面振幅過大，考慮影響到行車舒適性和交通安全，大橋所屬管理部門聯合交警部門及時采取了雙向交通管制措施。

經過專家組的判定，認為虎門大橋懸索橋本次振動的主要原因是：沿橋跨邊護欄連續設置水馬，改變了鋼箱梁的氣動外形，在特定風環境條件下，產生了橋梁“渦振”現象。同時根據研判斷定，懸索橋結構安全可靠，不會影響虎門大橋后續使用的安全性和耐久性。

懸索橋，顧名思義，主要承重構件是懸索。懸索主要承受拉力，一般用抗拉強度高的鋼材如鋼絲、鋼纜等制作。對于懸索橋來說，抗風性的處理是尤為關鍵的，此次發生的“渦激共振”現象與這個有關。

橋梁的“渦激共振”，又稱“渦振”，是一種只會在低風速下產生的兼有自激振動和強迫振動特性的有限振幅振動。簡單來說，就是橋梁自身的振動結構，和氣流對橋梁所形成的作用，相互限制，形成一個反饋作用。一般情況下，大跨徑懸索橋在較低風速下存在渦振現象，振動幅度較小不易察覺，僅在特殊條件下會產生較大振幅，但不會影響橋梁結構安全。

翻看相關資料統計發現，不止虎門大橋。在此之前不久，武漢鸚鵡洲長江大橋和杭州灣跨海大橋，以及更早時候的日本東京灣通道橋主橋都發生過類似的橋體抖動事件……

相對拱橋、斜拉橋、梁橋而言，懸索橋是一種高超靜定結構，影響抗風振能力的因素有很多，但主要取決于梁的截面形式和橫向剛度。梁的截面形式指的是要具有良好的流線型（如帶風嘴的扁平鋼箱梁）或透風系數（如鋼桁梁），橫向剛度至加勁梁的重力、截面特性，以及吊索間距等形成的抵抗橫風的能力。

“虎門大橋地處臺風多發地帶，在設計之初已經充分考慮這一因素，抗風系數肯定是很高的。”橋梁專家分析認為，橋梁遇到特殊風況會晃動是正常的，一般遇到旋渦風橋面晃動比較大。此次渦振正值虎門大橋橋梁兩側檢修施工期間，在橋面堆放了水馬設施，改變了主梁的氣動外形，造成橋面有明顯的大振幅周期性振動。

橋梁的安全，包括抗震和抗風都是在設計和建造中的關鍵要素。為了實時了解橋梁的安全要素，現代橋梁一般都有健康監測與評估系統。這是一套軟硬件結合的系統，對橋梁的裂縫、航道、車流量、大橋的環境溫度、振動情況、移位情況等進行實時監測預警。虎門大橋更是國內首個采用GPS實時三維位移監測系統工程，全系統由基準站、監測站、數據通信鏈路和數據處理及控制中心組成。虎門大橋應力應變監測系統由數據采集子系統和數據處理分析子系統組成，在懸索橋箱梁的7個截面、箱梁的頂板和底板處安裝有24個應變計；應變數據經電纜送至大橋東端的工控機，再通過光纖傳輸至大橋外的監測中心服務器內，并通過工作站將數據進行分析處理和存儲。通過對橋的連續位移進行實時監測，了解橋梁結構在各種作用下的實際受力狀態和工作狀況；同時通過分析監測結果得到結構的振動參數，驗證結構的抗風、抗震設計，實現對大跨橋梁安全的實時監測。

另外，虎門大橋管理部門每年都要進行嚴格的檢查和維護，確保橋體始終處于最佳狀態。這座大橋每年需要進行超過50項的維護和檢修工作，包括清洗橋面、更換膨脹縫、修復鋼梁等，可見對它的維護工作十分煩瑣和精心，就是為了確保大橋交通安全萬無一失。

時代的縮影

虎門大橋是一座融多處橋隧為一體的群體工程，全長4588米，雙向6車道，全路段共有23座大小橋梁（包含3座特大橋）、3座隧道、兩座大型互通立交橋和一座大型收費站。

日均飽和標準車流量為8萬輛，主孔通航凈高60米，橋下可雙向通行5萬噸海輪。其中主橋為跨徑888米的鋼箱梁懸索橋，為我國第一座大規模大跨度的現代懸索橋；輔航道橋為主跨270米的預應力混凝土連續剛構橋，是當時同類型橋梁世界之最，被譽為“世界剛構第一橋”。

虎門大橋建設期間，我國的大跨徑現代懸索橋技術還是一片空白的階段，沒有現成的施工技術標準和設計規范。既要抗住南海的風浪，還要承受珠江口的潮汐和漩渦，同時還要考慮到航道的通暢。超長跨度、復雜水文地質條件等，都使虎門大橋的建造成為當時中國規模最大、技術最復雜的大型橋梁工程之一。

要建這樣高難度的大型橋梁，當時國內并沒有先例，有大量現實的技術難題亟須突破解決。其中，懸索橋的東錨碇、東塔、西錨碇、西塔，以及主跨270米連續剛構橋的兩個主墩六大件工程，是控制整個虎門大橋工程的關鍵。虎門大橋建設者敢為天下先，制定出完整的“六大件工程”計劃，有力地推動了“世紀大橋”的科學施工，取得了一個又一個重大成果：大噸位液壓提升跨纜吊機的研制、270米跨度剛構橋輕型掛籃制造和50米T梁架橋機、基坑高邊坡防護、兩塔塔身翻轉模板設計、特大型橋梁施工控制測量技術、大體積混凝土施工、懸索橋上部結構施工、水上拌和樓研制等數十項科研項目，一一成功應用到施工實踐中。

主橋主跨長達888米，使用了世界上最大的擺式吊塔，總共有4座橋塔，其中兩座高度達到了150米，相當于50層樓的高度。除了主橋之外，虎門大橋還有兩個連接線和多個引橋組成的復雜橋系，讓整座大橋看起來更加壯觀。

虎門大橋的設計獨具匠心，體現了藝術與科技的完美結合。整座橋梁呈現出優美的弧線形，猶如長虹臥波，與珠江水域的波濤形成和諧共生的畫面。同時，大橋的欄桿設計也別具一格，采用了中華傳統文化元素，如石獅、朱雀等，使得這座現代化橋梁充滿了濃郁的文化氣息。

這座見證了珠三角經濟飛速發展的重要交通樞紐，一度是區域發展的象征，對經濟帶動的先行效應十分明顯，拉近了大灣區內各個城市群的距離。通車運營以來，虎門大橋通行車流量持續穩定，甚至在高峰期經常出現擁堵現象。

進入2025年，這座有“世紀大橋”之名的虎門大橋迎來運營的第28個年頭。隨著近幾年內虎門二橋、深中通道和港珠澳大橋等項目的相繼完工，以及高速公路網絡的不斷完善，交通流量開始分流，虎門大橋不再是往來大灣區唯一的選擇，但它仍然是珠江口重要的跨江大通道之一，源源不斷地將人流、物流、資金流、信息流在珠江口東西岸之間輸送。

在粵港澳大灣區和“一帶一路”的大背景下，虎門大橋也在經歷著前所未有的變革，迎來新時代的新使命。這座連接珠江口兩岸的雄偉建筑，見證過中國現代化的輝煌歷程，也展現出建設者對于工程技術和設計美學的極致追求。它是一個大時代大潮流中的小小縮影，向世界訴說著這樣一個地區、一個國家在快速發展中所經歷的故事和變幻的風景。