不能小看“桅杆風”

本報記者 張 旺

5月18日，深圳賽格廣場大廈出現有感振動引發廣泛關注。深圳市相關部門隨後組織院士專家和權威技術團隊對大廈結構安全和振動原因進行論證分析。近日，相關單位負責人和專家對外表示，通過大量檢測、監測、試驗和分析論證，賽格大廈在設計荷載範圍內和正常使用情況下主體結構是安全的，可繼續使用。

專家組通過技術調查、環境和設備運行調查與測試，排除了地鐵運行、周邊工程施工或爆破、空調機組運行等影響因素。通過對風致振動與結構累積損傷的重點分析，專家組認為：“桅杆風”致“渦激共振”和大廈及桅杆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，“桅杆風”致“渦激共振”是引發大廈有感振動的主要外因，大廈及桅杆動力特性的改變是引發大廈20餘年後才發生有感振動的主要內因。5月18日-20日，在穩態且持續一定時間的特定風場條件下，大廈桅杆產生頻率為2.12Hz的第四階反向位非對稱渦激共振，激發了大廈主體結構頻率同為2.12Hz的高階彎扭組合模態，進而引起大廈主體結構有感振動。

對於什麼是“桅杆風”，什麼是“渦激共振”，工程結構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採訪時表示，外部來看，大廈頂部安裝有兩根桅杆，在一定的風場作用下，風經過兩根桅杆之間會形成渦流，產生脱落，併產生水平力。當脱落的頻率和桅杆的自振頻率相同或接近時，就會產生桅杆和風及渦流的共振，桅杆就會帶動大樓產生旋轉與彎曲的振動。這就是“桅杆風”和“渦激共振”。

此前，也曾發生過類似誘因的大型建築晃動。去年5月，虎門大橋橋面發生起伏晃動，振幅較為明顯。經專家組判斷，虎門大橋發生的振動系橋樑渦振現象，並不影響橋樑結構安全。當時的專家組判斷稱，虎門大橋懸索橋振動的主要原因為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，產生了橋樑渦振現象。

對於如何解決賽格大廈有感振動問題，專家組認為，可以實施桅杆拆除工程，修復大廈結構局部累積損傷。桅杆原有的防雷、航標功能可在桅杆拆除後在樓頂重新佈設。拆除工程將於近期擇機實施，並同步開展損傷修復工程。▲