虎门大桥：世纪工程走过了28年

作为当年献礼香港回归的世纪工程，通车于1997年6月的虎门大桥是我国第一座真正意义上的大规模现代化悬索桥。无论是设计还是施工，均为国内首次尝试，所以在我国桥梁史上有着特殊的地位。

作为首座跨越珠江口东西两岸的大型桥梁，虎门大桥不仅改写了粤港澳三地“一水隔天涯”的格局，支撑起珠三角经济的快速发展，还引领了中国桥梁建造史上的技术创新。

一“舞”成名

尽管虎门大桥曾获得过詹天佑土木工程大奖，以及广东省科技进步奖和国家科技进步奖等荣誉，更拥有18项国内或国际先进水平的工程技术和工艺，堪称20世纪中国桥梁建设的最高成就。但令人有些尴尬的是，真正让虎门大桥迅速在网络上出名的却是5年前一条惊心动魄的桥体“随风起舞”的新闻。

2020年5月5日下午14时，虎门大桥悬索桥桥面突然出现肉眼可见的波浪状晃动，这是在虎门大桥通车23年历史上从未发生过的情况，由于桥面振幅过大，考虑影响到行车舒适性和交通安全，大桥所属管理部门联合交警部门及时采取了双向交通管制措施。

经过专家组的判定，认为虎门大桥悬索桥本次振动的主要原因是：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。同时根据研判断定，悬索桥结构安全可靠，不会影响虎门大桥后续使用的安全性和耐久性。

悬索桥，顾名思义，主要承重构件是悬索。悬索主要承受拉力，一般用抗拉强度高的钢材如钢丝、钢缆等制作。对于悬索桥来说，抗风性的处理是尤为关键的，此次发生的“涡激共振”现象与这个有关。

桥梁的“涡激共振”，又称“涡振”，是一种只会在低风速下产生的兼有自激振动和强迫振动特性的有限振幅振动。简单来说，就是桥梁自身的振动结构，和气流对桥梁所形成的作用，相互限制，形成一个反馈作用。一般情况下，大跨径悬索桥在较低风速下存在涡振现象，振动幅度较小不易察觉，仅在特殊条件下会产生较大振幅，但不会影响桥梁结构安全。

翻看相关资料统计发现，不止虎门大桥。在此之前不久，武汉鹦鹉洲长江大桥和杭州湾跨海大桥，以及更早时候的日本东京湾通道桥主桥都发生过类似的桥体抖动事件……

相对拱桥、斜拉桥、梁桥而言，悬索桥是一种高超静定结构，影响抗风振能力的因素有很多，但主要取决于梁的截面形式和横向刚度。梁的截面形式指的是要具有良好的流线型（如带风嘴的扁平钢箱梁）或透风系数（如钢桁梁），横向刚度至加劲梁的重力、截面特性，以及吊索间距等形成的抵抗横风的能力。

“虎门大桥地处台风多发地带，在设计之初已经充分考虑这一因素，抗风系数肯定是很高的。”桥梁专家分析认为，桥梁遇到特殊风况会晃动是正常的，一般遇到旋涡风桥面晃动比较大。此次涡振正值虎门大桥桥梁两侧检修施工期间，在桥面堆放了水马设施，改变了主梁的气动外形，造成桥面有明显的大振幅周期性振动。

桥梁的安全，包括抗震和抗风都是在设计和建造中的关键要素。为了实时了解桥梁的安全要素，现代桥梁一般都有健康监测与评估系统。这是一套软硬件结合的系统，对桥梁的裂缝、航道、车流量、大桥的环境温度、振动情况、移位情况等进行实时监测预警。虎门大桥更是国内首个采用GPS实时三维位移监测系统工程，全系统由基准站、监测站、数据通信链路和数据处理及控制中心组成。虎门大桥应力应变监测系统由数据采集子系统和数据处理分析子系统组成，在悬索桥箱梁的7个截面、箱梁的顶板和底板处安装有24个应变计；应变数据经电缆送至大桥东端的工控机，再通过光纤传输至大桥外的监测中心服务器内，并通过工作站将数据进行分析处理和存储。通过对桥的连续位移进行实时监测，了解桥梁结构在各种作用下的实际受力状态和工作状况；同时通过分析监测结果得到结构的振动参数，验证结构的抗风、抗震设计，实现对大跨桥梁安全的实时监测。

另外，虎门大桥管理部门每年都要进行严格的检查和维护，确保桥体始终处于最佳状态。这座大桥每年需要进行超过50项的维护和检修工作，包括清洗桥面、更换膨胀缝、修复钢梁等，可见对它的维护工作十分烦琐和精心，就是为了确保大桥交通安全万无一失。

时代的缩影

虎门大桥是一座融多处桥隧为一体的群体工程，全长4588米，双向6车道，全路段共有23座大小桥梁（包含3座特大桥）、3座隧道、两座大型互通立交桥和一座大型收费站。

日均饱和标准车流量为8万辆，主孔通航净高60米，桥下可双向通行5万吨海轮。其中主桥为跨径888米的钢箱梁悬索桥，为我国第一座大规模大跨度的现代悬索桥；辅航道桥为主跨270米的预应力混凝土连续刚构桥，是当时同类型桥梁世界之最，被誉为“世界刚构第一桥”。

虎门大桥建设期间，我国的大跨径现代悬索桥技术还是一片空白的阶段，没有现成的施工技术标准和设计规范。既要抗住南海的风浪，还要承受珠江口的潮汐和漩涡，同时还要考虑到航道的通畅。超长跨度、复杂水文地质条件等，都使虎门大桥的建造成为当时中国规模最大、技术最复杂的大型桥梁工程之一。

要建这样高难度的大型桥梁，当时国内并没有先例，有大量现实的技术难题亟须突破解决。其中，悬索桥的东锚碇、东塔、西锚碇、西塔，以及主跨270米连续刚构桥的两个主墩六大件工程，是控制整个虎门大桥工程的关键。虎门大桥建设者敢为天下先，制定出完整的“六大件工程”计划，有力地推动了“世纪大桥”的科学施工，取得了一个又一个重大成果：大吨位液压提升跨缆吊机的研制、270米跨度刚构桥轻型挂篮制造和50米T梁架桥机、基坑高边坡防护、两塔塔身翻转模板设计、特大型桥梁施工控制测量技术、大体积混凝土施工、悬索桥上部结构施工、水上拌和楼研制等数十项科研项目，一一成功应用到施工实践中。

主桥主跨长达888米，使用了世界上最大的摆式吊塔，总共有4座桥塔，其中两座高度达到了150米，相当于50层楼的高度。除了主桥之外，虎门大桥还有两个连接线和多个引桥组成的复杂桥系，让整座大桥看起来更加壮观。

虎门大桥的设计独具匠心，体现了艺术与科技的完美结合。整座桥梁呈现出优美的弧线形，犹如长虹卧波，与珠江水域的波涛形成和谐共生的画面。同时，大桥的栏杆设计也别具一格，采用了中华传统文化元素，如石狮、朱雀等，使得这座现代化桥梁充满了浓郁的文化气息。

这座见证了珠三角经济飞速发展的重要交通枢纽，一度是区域发展的象征，对经济带动的先行效应十分明显，拉近了大湾区内各个城市群的距离。通车运营以来，虎门大桥通行车流量持续稳定，甚至在高峰期经常出现拥堵现象。

进入2025年，这座有“世纪大桥”之名的虎门大桥迎来运营的第28个年头。随着近几年内虎门二桥、深中通道和港珠澳大桥等项目的相继完工，以及高速公路网络的不断完善，交通流量开始分流，虎门大桥不再是往来大湾区唯一的选择，但它仍然是珠江口重要的跨江大通道之一，源源不断地将人流、物流、资金流、信息流在珠江口东西岸之间输送。

在粤港澳大湾区和“一带一路”的大背景下，虎门大桥也在经历着前所未有的变革，迎来新时代的新使命。这座连接珠江口两岸的雄伟建筑，见证过中国现代化的辉煌历程，也展现出建设者对于工程技术和设计美学的极致追求。它是一个大时代大潮流中的小小缩影，向世界诉说着这样一个地区、一个国家在快速发展中所经历的故事和变幻的风景。