5月5日下午，正值“五一”假期返程高峰，虎門大橋懸索橋橋面突發異常“波浪式”晃動，振幅較為明顯，對行車造成不舒適感。隨后，虎門大橋公司發布通告，宣布從2020年5月5日15時20分起，對虎門大橋實行全封閉交通管制。同時，為確保過往船舶航行安全，廣東海事局與廣東省交通運輸廳商定，于5月5日18時15分實行臨時水上交通管制，從19時起，對虎門大橋附近通航水域實施封航。

虎門大橋是中國第一座大型懸索橋，其主航道跨徑888米，被譽為“中國第一跨”，橋梁結構與鸚鵡洲長江大橋相似。虎門大橋作為粵港澳大灣區關鍵通道，通車23年來，為粵港澳大灣區各城市互聯互通和經濟繁榮發展發揮了重要作用。與此同時，車流量的持續增長也造成這條交通大動脈不堪重負。據了解，虎門大橋的車流量由1997年建成時的日均1.84萬標準車次，到最高日均17萬標準車次，遠超日均8萬車次的設計標準，飽和度達2.1。

出現橋梁振動情況后，國內相關領域專家奔赴現場進行勘察，給出了目前最可信度最高的說法，初步認定此次虎門大橋的振動主要是因為沿橋跨邊護欄連續設置水馬（擋墻），破壞了大橋的斷面流線型，在特定風環境條件下，產生了橋梁渦振現象。

虎門大橋橋梁專業人員第一時間回應稱，目前虎門大橋橋梁主體結構未受損，同時，專家表示橋梁遇到特殊風況會晃動是正常的，一般遇到漩渦風橋面晃動比較大。

二 、橋梁渦振現象產生原因

關于大橋因外力坍塌最著名的例子是1940年塔科馬海峽大橋，同樣是懸索橋，但是在通車4個月后，突然被微風摧毀。回到國內，不久前長江鸚鵡洲大橋也出現類似現象。研究風力對橋梁的影響顯得十分重要，因此需要了解橋梁為什么會在風力作用下產生擺動。

橋梁平面與風向相同，當風速不大時并不會產生振動，產生振動的原因是因為風速加快，會在橋梁平面上生成一個個氣旋，這些氣旋在橋梁左右兩側分布，這樣就會產生振動頻率與橋梁不同步，使橋梁產生振動，這就是橋梁渦振現象，其原理就是卡門渦街導致形成的。



東莞理工大學老師有專門做到這個卡門渦街實驗，實驗過程就是用一塊紙條在吹風機下面，當風速比較小時，紙條基本不會搖擺。當調大吹風筒風速時，紙條的尾部就會擺動起來，實驗雖然存在誤差，但可以很好的解釋橋梁在大風作用下產生擺動的原因。

三、物聯網在橋梁監測中的應用

近些年，一系列的橋梁損害甚至坍塌事故，都在提醒我們必須高度重視橋梁的健康檢測與安全評估，及危橋的損傷檢測和監控，爭取消除隱患。所以對橋梁健康狀況進行監測和評價，掌握其健康狀況是有非常重要的意義的。橋梁結構的監測也成為橋梁結構安全養護和保障正常使用的主要技術手段。

顯然，監測的過程僅靠人力是不可能的，費時費力費成本不說，還無法做到監測的實時性。因此，物聯網技術在遠程橋梁結構健康監測中，成為一個不可缺少的重要環節。

在20世紀80年代中后期，美國開始在一些橋梁上，布設用于檢測環境、荷載、震動、局部應力等橋梁各類基本參數的傳感器，力圖通過數據分析，來尋求一些力學規律。

美國的Sunshine Skyway Bridge上面共計安裝500多個傳感器，這些傳感器，主要用于采集橋梁建設、運營等各階段的位移、應變和溫度變化等，最終人們可以通過這些信息，找到橋體結構和橋體材料，隨時間變化的規律。

在國內，虎門大橋、徐浦大橋、江陰長江等大橋在施工階段，工程師已經在橋體上，布設了傳感器，這些傳感器，可以實時監測橋體的各項指標和參數。

香港青馬大橋、汲水門大橋和汀九大橋，還曾布設過當時世界上規模最大的實時安全監測系統，系統包括900個各類傳感器、9臺電腦控制信息收集系統、2臺電腦工作站負責信息處理和分析系統。

根據論文顯示虎門大橋監測系統加入了GPS位移、應變實時、長期形變、超限超載等監測系統，通過這些系統的作用，實時獲取橋梁在各種情況下的受力、工作狀態，以及抗風和抗震等結構參數，實現對橋梁的安全監測。

從虎門大橋監測系統的表現來看，融入物聯網的基建監測系統未來的市場將會加速擴大。根據數據顯示，國內目前鐵路營運里程12.9萬公里，橋梁20萬座；公路總里程14.26萬公里，82.55萬座橋梁；還有一些2萬余座水電站、200多個機場等大型公共基礎設施。在這些大型基建里面，并不是所有的設施都有完整的安全監測系統，同時，在新基建的加持下，相關監測系統的需求和市場只會大幅增加。

四、結構監測市場應運而生

不只是橋梁，隨著中國大規模基礎建設浪潮的漸漸消退，隧道、樓宇、軌道等各種結構物都開始進入長期的運營使用階段。但是，在各種自然界的不確定外力加載下，以及經濟發展的需求，致使各種結構物超載疲勞運營現象普遍出現。

中國結構監測的市場剛剛起步，結合著物聯網，智慧城市的發展，未來五年內會滋生出數十億的市場份額，同時隨著現有建筑物的逐步老化，市場還會越來越大。鑒于傳感器的生命周期一般為8年左右，所以也是一個無限循環的市場。如果新建筑物在施工階段就采用物聯網結構監測方案，那么整個市場無疑會擴大很多。

據統計，截止2015年，國內現有大小橋梁70多萬座，隧道8000多座（總長度4000多公里），地鐵總長度超過3000公里，大型體育場館上千座，老舊建筑，高層建筑數量龐大，未來都有實時在線監測預警的需求。

本文由電子發燒友綜合報道，內容參考自我愛物聯網、《基于物聯網的特大型橋梁健康監測系統研究》、通信產業網，轉載請注明以上來源。